1 引言
继电器是广泛应用于航天、航空、兵器、电子、船舶、核工业等控制系统中，是控制系统重要组成部分，是用较小电流控制较大电流的一种自动开关，继电器种类繁多，分类有电磁继电器、固态继电器及时间继电器等，因此对继电器常见的失效模式及其失效机理和失效原因做归纳总结有着重要的意义。
2 继电器常见的失效模式及其失效机理
继电器常见的失效模式有接触不良、触点粘接、触点抖动及绝缘性能下降等，不同的失效模式导致的故障现象均有不同，并且引起失效的机理也存在不同，下面对继电器各种的失效模式进行了详细的分析。
2.1 失效模式1：接触不良
失效现象：接触电阻大、触点断开。
失效机理：①尘埃等多余物夹杂在触点表面。②触点表面污染，生成了有机吸附膜、碳化膜等。③触点电磨损导致接点压力下降。④接触簧片应力松弛导致触点压力下降。
2.2 失效模式2：触点粘接
失效现象：常开/常闭触点粘接
失效机理：①火花、电弧引起的触点熔焊。②范德瓦尔斯力冷焊。③接触焦耳热引起接点熔焊。
2.3失效模式3：触点抖动
失效现象：常开触点抖闭、常闭触点抖断
失效机理：①接触簧片谐振。②结构件、衔铁谐振。③继电器安装部位振动量级放大。④安装耳不平，装夹后产品受扭曲应力。
2.4 失效模式4：绝缘性能下降
失效现象：耐电压击穿、绝缘电阻下降
失效机理：①继电器漏气或因烘烤除气不到位，使其内有水气。②玻璃绝缘子受到污染。③银离子迁移。④锡须。
2.5 失效模式5：密封漏气
失效现象：封焊部位漏气、绝缘子漏气
失效机理：①搬动引出杆使绝缘子开裂。②在热、冷应力的作用下使焊缝及绝缘子漏气。③在机械应力的作用下造成密封漏气。
3 继电器使用不当案例分析
3.1 电磁继电器使用不当示例1
用于某型号地测系统安全机构控制仪上的4JGXM-3型继电器，在进行调试时，发现两只继电器引出杆对壳体的绝缘电阻下降。用实体显微镜对失效继电器进行外观检查，发现两只继电器的玻璃绝缘子上均有白色附着物及锈蚀痕迹；对其进行能谱分析，表明主要成分为Na、Cl、Ag、Mg等。经查，在装配该产品时，正值该厂粉刷装配间现场，且现场采取的防护措施不佳，使得涂料飘落在继电器玻璃绝缘子上，涂料中含有Na、Mg等离子，这些盐类物质吸附空气中的潮气后，导致继电器绝缘电阻下降。
文明生产是任何时候都不能忽视的大问题。密封继电器虽然用罩壳进行了密封保护，但其仍有外露部分，照样会受到污染。
3.2 电磁继电器使用不当示例2
某重点型号配套的发控台上所用6JRXM-2型继电器有2只出现故障，表现为加电时不吸合。当继电器从整机上取下后，经反复测试，故障未再重现。经分析，该发控台上共装有6JRXM-2等继电器共70余只，均安装于一块2mm厚的10#钢制作的安装板上。故障继电器的线圈与一个2W、62Ω的电阻串联后接于28VDC电源。
分析认为该发控台使用继电器存在两大问题：①继电器安装于钢板上，存在严重的漏磁问题；②继电器线圈回路串电阻后，实际接于线圈上的电压低于额定电压，只有23V。
继电器的线圈电压不能降额使用，否则是很危险的，另外，电磁继电器一定不能安装在铁磁物质制作的安装板（架上）。
3.3 电磁继电器使用不当示例3
某型号卫星配电器使用的4JG-4继电器（触点额定值28Vdc，20A)发现延迟释放。
经分析，该电路有三处电源输入端分别并联600µF滤波电容，共1800µF。经测量，开机瞬间浪涌电流达45A以上（稳态电流只有7A)。继电器开壳检查，触点接触表面有烧熔痕迹。分析结论认为是由于滤波电容太大，导致浪涌电流太大引起的。后将滤波电容减小为共600µF，此故障再未重现。
继电器接通容性负载时产生很大的浪涌电流，极易产生触点粘连。在使用上应对此问题引起足够的重视，测试过浪涌电流峰值，并采取相应限流等措施。
3.4 电磁继电器使用不当示例4
某型号接收机电路板上的一只2JB0.5-1继电器，出现动作不正常的故障，且没什么规律。
分析发现，电路板上继电器的安装位置同扼流圈挨得很近。印刷电路板的左半边布置的是DC/DC变换器，继电器是控制27V输入电源的，扼流圈(250mH)是用于变换器的电源输入端滤波的。电路的工作电流在170mA和270mA之间变化，扼流圈周围的磁场也随着变化，对继电器形成干扰，使之动作出现不正常。后来重新对电路板布线，错开干扰源，再也没有出现自动关机现象。
继电器安装一定要避开电磁干扰，特别是对于灵敏度比较高的继电器更要注意。
3.5 电磁继电器使用不当示例5
某重点型号配套的2JB0.5-1型继电器1只产品，在加电测试过程中失效，失效模式为电源与地之间短路。电路图见图12，该继电器的两对触点J1与J2并联使用。由于触点动作的不同步，以及触点断开时的电弧作用，极有可能出现1、3点之间尚未切断而6、5点之间已经接通，形成电源短路。若2、5点不接地，则故障可消除。
该电路采用了两触点并联，目的是利用冗余技术来提高可靠性，可是由于不了解继电器触点动作的不同步性以及切断负载时电弧带来的影响，结果没有提高可靠性，反而带来设计上的缺陷。
图12
4 继电器选用通用方法
1）根据应用对象应用特性选择继电器类型（电磁、延时、固体等）；
2）根据切换负载、组数等功能需求选择继电器型号；
3）核定所选继电器外形尺寸、体积、重量、环境性能指标、安全性指标（绝缘电阻、介质耐压等）是否满足应用环境要求；
4）核定所选继电器的输入参数、工作制式是否满足应用系统要求；
5）核定所选继电器的电寿命和贮存寿命是否满足系统任务要求；
6）核定所选继电器的可靠性等级（或质量等级）是否满足系统的可靠性分配指标。
5 结束语
以上对继电器的一些常见失效模式、失效原因及机理进行分析、研究，并对使用不当情况进行举例说明，从中可以看出这些失效模式大部分是由于继电器的生产工艺控制不当引起，因此改善环境、完善质量控制制度有利于预防继电器频繁发生失效会起到非常关键的作用。
