在我的工作中，我时常为销售和客户提供技术支持，他们的问题既有低压成套开关设备方面的，也有低压电器方面的。对于继电器以及控制电器的应用，由于涉及到主回路元器件的操控，几乎每次回答都有涉及。

提问者的问题归纳起来有三点：其一是继电器的应用参数和工作条件，其二是如何根据现场工程人员的需求确定合适的继电器品牌，其三就是如何找到能提供继电器产品采购一体化解决的供应商。

一．继电器的特性、技术条件和技术参数

需要特别指出的是：额定电压Un的最大值是额定绝缘电压Ui。，因此不管是开关电器也好是电磁继电器也好，使用电压不得超过额定绝缘电压Ui。具体的规定见GB/T 2《低压开关设备和控制设备 第1部分：总则》和GB/T 8《低压开关设备和控制设备 第5-1部分：控制电路电器和开关元件，机电式控制电路电器》。

对于继电器的额定发热电流Ith，则按如下情况加以区分：

①对于8小时工作制下的继电器，Ie=Ith。

②对于长期工作制下的继电器，当采用银基合金触点时，Ie=Ith；对于铜触点Ie=(0.7~0.8)Ith。

③对于短时工作制下的继电器，允许Ie>Ith。

以上均为继电器所带负荷是阻性条件下的规定。若为继电器所带负荷是感性或者容性，则继电器允许的工作电流只有阻性负荷下的20%~30%。

（2） 关于继电器吸合电压与温度的关系

一般地，常温下交流继电器的吸合电压不大于额定电压的85%，直流继电器的吸合电压不大于额定电压的80%；在环境温度为80℃时，交直流继电器的吸合电压应当在额定电压的55%~60%之间。在125℃下时降至额定电压的50%~55%。

（3） 关于继电器的工作制

常见的开关电器工作制有8小时工作制、长期工作制、短时工作制和反复周期工作制。

一般地，开关电器的8小时工作制与长期工作制相同。短时工作制的吸合时间短而释放时间与长期工作制相同，故其降温条件与长期工作制相同。最严酷的是反复周期工作制，其工作时间短释放时间也短，且工作与释放周期交替，故开关电器的温升最高。

对于继电器来说，中间继电器一般工作在8小时工作制和长期工作制下，热继电器也工作在长期工作制下，但通电延时的时间继电器工作在短时工作之下，而脉冲型时间继电器则工作在长期工作制下。

二．有关继电器运用中的疑问解答

在第二部分中，我将针对所提问题给出选配继电器的几个原则，供阅读者们阅读参考。需要说明的是，这些问题均选自我的实际工作，以及知乎网中我的回答。

问题1：继电器与交流接触器有何区别？

前面说过，继电器是辅助回路元器件，它的任务是执行控制和信号放大及传递；交流接触器是主回路元器件，它的任务是执行主回路的开断和接通，以控制电动机的起动、运行和停运。

我们在选配开关电器元件时，一定要把主回路元件与控制回路元件的区别以及联系弄明白。例如热继电器，它是主回路（一次回路）元件，却冠以“继电器”的名字。可见，认识开关电器元器件，一定要从其功能出发来分析才行。

问题2：时间继电器有几种类型？

时间继电器在供配电的继电保护中和工控中使用非常广泛。

我们看所有低压配电室中的双路电力变压器进线互投电路，如下：

图4中低压配电室内有两路电力变压器，它们通过各自的低压进线断路器QF1把电能传输到1段和2段母线上，各段母线的馈电断路器把电能分配和传输给低压配电网的各用电区域和负载。若其中第一路进线失压，则系统会打开故障进线断路器QF1，闭合母线联络断路器QF3。然而进线的失压如何只是极短暂的瞬态电压波动，显然这种操作就过于小题大做了，还会造成配电网负荷端的供电转换失压和电压剧烈波动。

如何解决？采用低电压继电器检测低电压并配套断电延时的时间继电器和通电延时时间继电器执行延时判误，低电压继电器用于让1段进线执行开断操作，断电延时时间继电器用于让母线联络断路器QF3闭合，而通电延时时间继电器则用于在自动控制下当电压恢复正常后使得母线联络断路器QF3断开1段进线断路器闭合。我们看到，这里既有用到通电延时时间继电器，也有用到断电延时时间继电器。

图5和图6是1段进线断路器QF1的控制原理图和母线联络断路器QF3的控制原理图：

图7以正泰JSZ3系列时间继电器为例，说明书摘录：

图7中我们看到了正泰JSZ3系列的时间继电器型号规格，其中有通电延时、断电延时和瞬动等三种基本型的规格。

我们从图8的上图看到，通电延时的时间继电器当线圈得电后会延迟一段时间t再执行触点变位。在延迟期间若线圈得电的延续时间短于延迟时间t，则通电延时的时间继电器触点不动作。

我们从图8的下图看到，断电延时的时间继电器当线圈得电后触点立即变位。当线圈断电后延迟一段时间t再执行触点返回。在延迟期间若线圈再次得电则断电延时的时间继电器触点不返回。

问题3：热继电器与自动空气开关的工作原理是一样的吗？

热继电器的工作原理是利用电流发热效应使得双金属片弯曲，推动控制触点变位。热继电器用于电动机的过载保护。

从图9中我们看到双金属片式热继电器的结构主要由双金属片、热元件、触头系统及推杆、弹簧、整定值（电流）调节旋钮、复位按钮等组成。

热继电器的工作原理是：当负载发生过载时，过载电流通过串联在供电电路中的热元件（电阻丝）4，使之发热过量，双金属片5受热膨胀，因双金属片的左边的一片膨胀系数较大，所以双金属片的下端向右弯曲，通过导板6推动温度补偿双金属片7，使推杆1 0绕轴转动，这又推动杠杆1 5使它绕转轴1 4转动，于是热继电器的动断（常闭）静触头1 6断开。在控制电路中，动断静触头1 6串在接触器的线圈回路中，当动断静触头1 6断开时，接触器的线圈断电，接触器的主触头分断，从而切断过载线路。

图10是正泰JRS1热继电器的脱扣曲线：

图10中我们看到了上中下三条曲线，分别被定义为曲线1、曲线2和曲线3。其中曲线1是冷态的过载脱扣曲线，曲线2是缺相保护曲线，曲线3是热态（运行态）的过载脱扣曲线（虚线）。这些曲线都是反时限的，也即电流越大脱扣时间越短。

注意到三条曲线对应的有效脱扣操控电流从1.5倍额定电流开始。

电机起动时，起动电流为6倍额定电流。由于热继电器的双金属片受热弯曲需要时间，所以热继电器不会动作。当电机运行后，热继电器处于热态，我们看到电机只要出现严重过载，热继电器会延迟一段时间后即执行脱扣动作，并驱动交流接触器执行开断操作。

由此可见，热继电器的脱扣特性曲线与电机的工作类型密切相关。

图11是国家标准GB0《低压开关设备和控制设备 第4-1部分：接触器和电动机起动器，机电式接触器和电动机起动器(含电动机保护器)》有关热继电器脱扣级别的规定。

图12中的曲线部分是塑壳断路器的过载保护反时限曲线部分，下方的黄色水平线是塑壳断路器定时限短路保护曲线部分。

对比图11和图12，我们看到两者的脱扣曲线完全不同。

问题4：晶体管驱动的继电器为何要并接一只反向二极管？

问题4非常典型。此问题不但电工们会提出，学生们也会提出，连部分工作多年的电气工程师们也会提出。

此问题的答案是：用于泄放继电器线圈产生的反向电动势。

图13中的继电器线圈，当晶体管从饱和态转变为截止态并关断继电器JK线圈的供电电流时，继电器线圈会产生反向电动势，其方向是下部为正上部为负，反向电动势的幅值可达电源电压三倍左右，对线路中的晶体管和其它元器件产生严重过电压冲击。我们从图13中看到，继电器线圈并接的续流二极管能够泄放继电器线圈产生的反向电动势。

有时，续流二极管还串接一只小阻值电阻，用于限流。

图13常用于小功率继电器的驱动电路，特别多见于仪器仪表的输出级和PLC的输出级。这里所用的小功率继电器吸合电流一般在40毫安以下，吸合电压不超过24V。

我们看图14，此图是正泰的JQX-13F高灵敏继电器线圈参数：

注意看图14中的直流DC24档，吸合电流是30mA，完全满足要求。其它低于24V电压的线圈参数，吸合电流均大于40mA，晶体管无法驱动，故均不满足要求。

可见，我们在选配继电器时，一定要注意选配参数。若没有把握，记得寻求技术支持。

问题5：继电器的线圈工作电压是直流的或者是交流的，它们有什么区别？

问题5的提出者常见于工控人员，甚至也有电气工程师。某年我在设计某地铁低压配电系统的PLC操控系统时，一位地铁工程师问我：为何不用交流继电器而要用直流继电器作为PLC的出口继电器？直流和交流继电器到底有何区别？我向他解释后他恍然大悟。

表2：直流电磁系统与交流电磁系统的区别

可见，继电器线圈采用直流供电或者采用交流供电，它们之间的区别还是挺大的。

问题5很典型。我们看到，继电器的直流电磁系统相对交流电磁系统要稳定很多，这也是大量使用继电器的变电站电力继电保护系统采用直流继电器的原因。

图15以正泰JQX系列交直流线圈小型继电器为例说明。

我们从图15中看到，JQX系列交直流线圈小型继电器的触点工作电流可达10A，超过一般辅助回路（控制回路）5A电流的要求，使用更加灵活。

从JQX继电器的结构上看，交流线圈规格与直流线圈规格的差别不大，可见此继电器 采取了多种配套措施，优化了设计，为用户的安装和使用带来了方便。

JQX继电器的触点材料为银基合金，抵御触点熔焊的能力更强，触点的接触电阻小，抗氧化性能更优越。

从大气压力在86kPa~106kPa来看，此款小型继电器适用于海拔1300米以下的工作场所。若工作场所的海拔高度超过1300米，则需要把同类触点相串联，例如两个常闭触点串联或者常开触点串联，以提高触点的灭弧能力。

问题6：控制回路的线路保护使用保险丝好还是使用微型断路器好？为什么？

控制电路一般无需配套过载保护，仅仅采用短路保护即可。

因为微型断路器既有过载保护脱扣器，也有短路保护脱扣器，而熔断器一般用于短路保护，故在控制回路中采用熔断器更好。

注意这里的熔断器，它采用魏德米勒的保险丝接线端子：

类似图16的接线端子式熔断器，大量用于工控柜和开关柜中。

问题7：什么情况下控制回路的电源需要配套UPS？

当控制回路中有PLC、电动机保护器等监控设备时，由于它们在主回路停止工作时还需要监测线路状态和电机温度等数据，故控制回路的电源要确保稳定可靠。为此，控制回路电源可采取双路互投措施，必要时配套UPS以确保系统断电时监控设备依然能工作。

图17中，我们看到了2台电力变压器，它们构成了双母线系统为配电系统的负荷供电。控制电源利用互投电路从双母线中获得电能供应。为了防止双路电力变压器均失压停运，控制电源中配套了UPS，确保即使发生了市电供电中断，控制电路中依然有电。

图17中的MCC是电动机控制中心，其中有PLC及其人机界面构成的电动机操控系统，以及通信管理机。MCC系统的控制回路电源不能断电，故采取了配套UPS的措施。

这里的UPS的断电供电时间为30分钟。

问题8：继电器触点用的什么铜？

继电器的触点一般采取银基合金，不能使用铜作为电接触材料。

我们看欧姆龙样本中对继电器触点接触电阻的说明，如下：

通过图18的最后两行文字我们知道了，继电器触点流过的电流越小，越容易发生接触不良。在此情况下，我们就要使用较好品牌的继电器。例如欧姆龙继电器和西门子继电器。

问题9：继电器的触点有正负极性之分，如果接反会有什么风险？

这个问题也很典型。某次我在河南洛阳石化设计院开技术研讨会，一位工程师问我：我知道断路器如果反进线需要降容，它和熄灭电弧有关，没想到继电器也有类似现象。他问我：本质的原因是什么？我告诉他后，他说：没想到断路器的反进线与继电器正负接线都与电弧有关。

所谓的继电器触点有正负极性之分，既有电路结构的原因，也有熄弧的原因。我们把触点正负极性与熄弧的关系概要性说明一下。

继电器触点一般不配灭弧装置。如果继电器触点有正负极性之分，说明它的触点有一定的灭弧能力。

图19中，动、静触头（触点）打开时出现了电弧。我们看到静触头（触点）处存在C形结构。如果电流方向从动触头（触点）向下流向静触头（触点），我们用右手螺旋定则判断磁力线方向，再用左手定则判断电弧所受电动力方向，会发现电弧的移动方向指向左侧灭弧栅。

当动、静触头（触点）开断后，动、静触头（触点）分别于电源的正极、负极相连，并由此出现阴极和阳极，其中阴极对应于电源的负极，阳极对应于电源的正极。电弧中的电子轰击阳极并产生阳极弧根光斑，而正离子（失去电子的原子）则轰击阴极并产生阴极弧根光斑。由于电子的质量远远小于正离子，所以阳极光斑面积较大且移动较快，阴极光斑面积较小且移动缓慢。

一般地，动触头（触点）与灭弧栅之间存在台阶或者隔断，动触头（触点）处的电弧弧根移动困难，所以动触头（触点）对应于阳极（电源正极）对灭弧更加有利。

也因此，在开关电器特别是断路器的进出线选配方向中，正方向为静触头处进线动触头处出线。如果反方向进线，也即动触头处进线静触头处出线，则必须降容。

若继电器触点具有正负极性，在实际使用接线时一般不建议改变方向。

问题10：低压控制电器与低压配电电器有什么区别？

低压控制电器一般用于控制回路。控制电器包括继电器在内，一般电压低电流小，电接触处不配灭弧罩；低压配电电器一般用于主回路，一般电压高电流大，电接触处要配灭弧罩。

图20是正泰的接触器式的中间继电器。虽然它的外形类似接触器，但它没有接触器的灭弧罩，这就是控制电器的典型特征。正泰的JZC4继电器，其触点的接通电流可达10A，近乎为小型接触器了。

另外，配电电器的接线端子温升容值更高，容忍短路电流热冲击的热稳定性参数——短时耐受电流Icw的值也更高。

三．工程中常用的继电器品牌

对于继电器的品牌推荐，国外品牌是西门子、施耐德和欧姆龙，国内品牌是正泰和德力西。

从我个人的使用经验来看，西门子的继电器产品品种繁多，平常使用的产品几乎都有，施耐德也是如此，欧姆龙的继电器品质也不错。

国内的正泰和德力西，我用得较少。尽管少，但从几个应用项目来看与国外品牌相差不多。在最近几年的工程项目中，使用正泰和德力西继电器越来越多。

以下是我设计过的几个工程项目，我们来看这几个项目中使用的继电器品牌情况：

第一个项目是我国的某高原铁路工程。

由于此高原铁路工程地处海拔4000米以上，普通的继电器的使用寿命很短，继电器的触点工作不到一个月就损毁。为此我们做了优化选型，把十几家的继电器在高原条件下做电寿命测试，结果是西门子和欧姆龙继电器胜出。

另外，当海拔超过2000米后，继电器触点因为空气的击穿电压降低电弧不容易熄灭，故在继电器安装时要采用同类接点串联的措施，即两个常开接点或者两个常闭接点串联后替代一个常开接点或常闭接点。如此一来，继电器的触点组数成倍增加，例如有四组触点的中间继电器只能当两组触点使用。显然，如果某继电器只有一组或者两组触点，显然是不行的。这也是我们最终选用西门子和欧姆龙继电器的原因。

第二个项目是科威特油田项目。

此项目中继电器的控制线特别长（长达1400米和1800米），我们发现继电器吸合滞后，继电器的释放同样也滞后。由于导线的分布电容影响，继电器的吸合电流和吸合电压都下降。

为此，我们也做了优选设计，最后选择施耐德的继电器和欧姆龙的继电器，它们的吸合电压和维持电流可选项较多，能让我们选用到最合适的规格。

第三个项目是海上石油钻井平台工程。

此工程中由于空气盐度大湿度也大，继电器的爬电距离和电气间隙都必须满足要求。我们最后优选了施耐德的产品。

最后一个项目是某机场空管中心。

该项目中客户要求供配电设备和元器件尽量采用同一个品牌。我们也做了测试，最后优选国产的德力西品牌。

四．继电器产品采购一体化解决的供应商

通过以上内容的解析，我们看到继电器产品的采购并不简单，这里既有技术支持，也有采购通道和供应链的畅通便捷，显见是一个很综合的问题，我们必须在专业的工业品平台去采购。

如今工业品平台众多，源自产业的易工品引起了我的注意。

我们从图21中看到，易工品是从传统工业企业转型的工业品互联网采购平台，具备强大的工业基因和技术底蕴，可以为继电器乃至工业品采购提供完善的技术支持。

在和平台方对接过程中，我总结了易工品的多样化技术支持层级：

1、 专属专家客服一对一服务，战略合作伙伴驻厂服务，满足大部分常规选品支持；

2、 行业专家进一步解决更专业的问题，12小时内反馈解决方案；

3、 如果是高难度技术难关需要攻克，易工品专家团队还可以联合国内外大牌厂家的专家，根据实际情况优选对比，输出最合适的解决方案。

总的来说是靠谱的工业品采购平台，可以关注。