皮爾茲PILZ繼電器與接觸器：功能與區(qū)別解析
皮爾茲PILZ繼電器往往將其與接觸器相提并論，甚至誤以為二者是同一類事物。盡管這兩種電器都屬于電磁式開(kāi)關(guān)，且工作原理相似，但它們?cè)陔姎夥矫娲_實(shí)存在顯著差異。繼電器主要被用作控制回路中的開(kāi)關(guān)電器，而接觸器則更多地在主回路中發(fā)揮其作用。接下來(lái)，我們將通過(guò)幾點(diǎn)簡(jiǎn)述來(lái)深入剖析這兩者的區(qū)別：
1、皮爾茲PILZ繼電器主要用于接通或斷開(kāi)功率較大的負(fù)載，通常在主電路中發(fā)揮作用。
其主觸頭可能配備連鎖接點(diǎn)，以直觀顯示主觸頭的開(kāi)閉狀態(tài)。
2、而繼電器則常用于電器控制電路中，其主要功能是放大微型或小型繼電器的觸點(diǎn)容量，從而能夠驅(qū)動(dòng)更大的負(fù)載。
兩者的共同點(diǎn)在于：它們都是通過(guò)控制線圈的通電或斷電來(lái)驅(qū)動(dòng)觸頭的開(kāi)閉，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電路的斷開(kāi)或接通。這兩類電器都屬于有接點(diǎn)電器，其線圈的控制電路與觸點(diǎn)所在的電氣回路之間存在電氣隔離。
1、皮爾茲PILZ繼電器，作為數(shù)字邏輯器件的一種，如集成芯片，能夠通過(guò)外部觸發(fā)條件來(lái)執(zhí)行特定的邏輯功能。常見(jiàn)的觸發(fā)器類型包括d觸發(fā)器、t觸發(fā)器、j-k觸發(fā)器和r-s觸發(fā)器等。
2、在觸頭容量方面，繼電器通常不超過(guò)5A，特別是小型繼電器，其觸頭容量可能僅為1A或2A。相比之下，接觸器的觸頭容量要大得多，最小的也有9A。
第一個(gè)問(wèn)題：能否使用容量較大的繼電器來(lái)控制小功率的電動(dòng)機(jī)，例如0.1kW的電機(jī)？
不建議用繼電器替代接觸器。原因如下：
）皮爾茲PILZ繼電器缺乏滅弧功能；
）其觸頭的過(guò)載承受能力相對(duì)較弱。
此外，電接觸主要分為三類：點(diǎn)接觸、線接觸和面接觸。
點(diǎn)接觸具有最小的接觸面，因此接通電流也相對(duì)較小，通常限制在10A以下。線接觸則不同，其動(dòng)靜觸頭間存在滑動(dòng)摩擦，這一特性有助于去除觸頭上的氧化層，從而增大觸頭的接通電流能力，范圍通常在十幾安至數(shù)百安之間。通過(guò)將多個(gè)線接觸觸頭并聯(lián)，其接通能力可進(jìn)一步提升，甚至達(dá)到數(shù)千安。例如，ABB的6300A框架斷路器Emax的主觸頭設(shè)計(jì)便是如此。相比之下，面接觸雖然具有最大的接通電流能力，但其表面的污垢卻難以清除。
值得注意的是，繼電器的觸頭采用點(diǎn)接觸設(shè)計(jì)，而接觸器的觸頭則傾向于面接觸。因此，從這一角度看，繼電器無(wú)法取代接觸器的功能。
第二個(gè)問(wèn)題：小電流接觸器，例如6.3A的接觸器，能否替代中間繼電器？
接觸器的主觸頭通常設(shè)計(jì)為三常開(kāi)或四常開(kāi)，而輔助觸頭則僅有2對(duì)，顯然觸頭數(shù)量較少。相比之下，繼電器的觸頭對(duì)數(shù)較多，常見(jiàn)為2對(duì)，甚至有3對(duì)或4對(duì)的設(shè)計(jì)。
圖中的繼電器觸頭設(shè)計(jì)為兩對(duì)，而接觸器的主觸頭則采用面接觸方式。由于接觸壓力較小，自凈能力不足，接觸器通常依賴接觸時(shí)的瞬間電弧來(lái)清潔觸頭表面。然而，若嘗試用接觸器替代繼電器，可能會(huì)面臨問(wèn)題。在控制回路中，電流較小，導(dǎo)致接觸瞬間難以產(chǎn)生足夠的電弧來(lái)清潔觸頭。因此，觸頭表面的膜電阻可能阻礙可靠的導(dǎo)通。接下來(lái)，我們將探討計(jì)算膜電阻的經(jīng)驗(yàn)公式。
式中，F(xiàn)代表接觸力，其單位為牛頓；Rj則表示接觸電阻，單位為歐姆；而m則與接觸面的變形情況相關(guān)。對(duì)于點(diǎn)接觸，m的取值通常為0.5；若為面接觸，則m=1；至于線接觸，m的取值介于0.5至1之間，大約為0.7。此外，K值與接觸材料的性質(zhì)、表面膜的狀況等因素密切相關(guān)，具體數(shù)據(jù)可參考下表。
式子是工程上常用的經(jīng)驗(yàn)公式，用于計(jì)算接觸電阻，而表中數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的是觸頭表面未被氧化時(shí)的K值。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，觸頭不可避免地會(huì)發(fā)生氧化，導(dǎo)致其K值顯著高于表中數(shù)值，使得接觸電阻在較大范圍內(nèi)波動(dòng)。因此，計(jì)算結(jié)果僅能作為估算接觸電阻數(shù)量級(jí)的參考，而非精確測(cè)量。
為了更準(zhǔn)確地獲取接觸電阻值，實(shí)際中常采用測(cè)量接觸壓降的方法來(lái)進(jìn)行間接實(shí)測(cè)。這一方法揭示了小容量接觸器無(wú)法替代繼電器的現(xiàn)實(shí)。
第三個(gè)問(wèn)題關(guān)注于接觸器的特性及其在短路情況下的表現(xiàn)。
接觸器作為一種被動(dòng)元件，無(wú)法主動(dòng)分?jǐn)喽搪冯娏鳎荒鼙粍?dòng)承受其沖擊。因此，它與主動(dòng)元件，如斷路器或熔斷器，之間需要建立一種短路配合關(guān)系。這種關(guān)系的核心要點(diǎn)是什么？它又是如何確保在斷路器分?jǐn)喽搪冯娏鲿r(shí)，接觸器的觸頭不會(huì)發(fā)生粘連的呢？
事實(shí)上，接觸器與斷路器（或熔斷器）之間的這種短路配合關(guān)系，在GB14048.4標(biāo)準(zhǔn)中被明確界定為SCPD，即接觸器的一項(xiàng)關(guān)鍵性能指標(biāo)。這一指標(biāo)不僅關(guān)乎接觸器的熱穩(wěn)定性，更體現(xiàn)了其觸頭在過(guò)載情況下的應(yīng)對(duì)能力。值得注意的是，這些性能指標(biāo)是繼電器所不具備的。
第四個(gè)問(wèn)題探討了接觸器的過(guò)載倍數(shù)及其與斷路器的關(guān)系。
如果皮爾茲PILZ繼電器擁有10倍額定電流的過(guò)載能力，這一能力與斷路器切斷短路電流的倍率相當(dāng)，那么是否意味著接觸器能夠替代斷路器呢？然而，即使接觸器具備如此強(qiáng)大的過(guò)載能力，使其適用于電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)控制，但其功能仍局限于過(guò)載保護(hù)，并不具備測(cè)量和分?jǐn)喽搪冯娏鞯哪芰?。因此，從這一角度看，接觸器并不能替代斷路器的作用。
第五個(gè)問(wèn)題探討了繼電器的滅弧能力。
由于皮爾茲PILZ繼電器的觸頭通常不具備滅弧功能，因此在通斷直流回路時(shí)，特別是當(dāng)繼電器用于直流控制回路時(shí)，會(huì)出現(xiàn)難以熄滅的直流電弧。為了解決這一問(wèn)題，我們通常采用兩個(gè)同類觸頭串聯(lián)的方式，例如常開(kāi)觸頭或常閉觸頭的串聯(lián)，以拉長(zhǎng)電弧并促進(jìn)其快速降溫和熄滅。這是變電站繼電保護(hù)電路中選配繼電器觸頭時(shí)的重要原則，因?yàn)樽冸娬镜目刂苹芈吠ǔ２捎弥绷麟娫垂╇姟?/p>
