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릴레이는 매우 다른 주위 조건과 기술적 요구에 의하여 광범위하게 적용된다.
이 장은 주로 릴레이가 적용되는 곳을 다룰 것이다. 공간의 제약으로 그 주요 부분만 언급할 것이다. 아주 간략한 그 사용도만 제시될 것이다. 고객의 요구에 부응하는 사양의 제품을 선택하기 위하여 섹션 1 에서는 그 주요 내용을 서술하였다. |
자동차 부문 |
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릴레이는 자동차 부문에서 점점 더 광범위하게 적용되고 있다. 모터를 기동하는 것부터 시작하여 경적을 내는 것모터를 개폐하는 회로, 전기 발전기 회로, 전압 충전, 깜박이, 램프 밝기를 조절하는 것, 에어컨 조절, 창을 내리 올리는 것 등이다.
자동차는 일반적으로 12V 전원을 사용하는데, 그 설계 코일 전압도 12V 이다. 그 전원이 배터리이므로 전압이 일정치가 않고, 주위 조건이 열악하다. 동작전압은 V￡60%VH (정격전압)이고 ; 최대 코일과 전압은 1.5 VH이다; 따라서 코일 소비 전류 1.6 - 2 W 정도 범위로 높은 온도 상승과 함께 높다. 주위 조건은 아주 좋지 않아 주위 온도는 -40-100°C이다 ; 모터 케이스 내에서 사용되는 릴레이는 기름먼지, 물, 소금, 기름의 침식에 잘 견디어야 한다.;또, 심한 진동과 충격에 견디어야 하고, 그 충격은 10g의 지속적 충격과 100g 충격이고, 그 진동의 범위는10-40Hz 와 double-amplitude 1.27mm, 40-70Hz, 0.5g; 70-100Hz, 0.5mm (double-amplitude); 100-500Hz, 10g 과 다른 여러 가지 비율이 있다. |
가전 부문 |
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1. 에어컨
릴레이는 주로 관련 명령을 수행하기 위해 컴프레셔 모터, 펜 모터, 냉각 펌프등에 적용된다. 가전용 펜 모터 및 냉각 펌프의 힘은 1/4-2마력인데 비해 컴프레셔 모터는 1-3 마력이다.
부하가 시작되는 순간에는 일반적으로 높은 돌입 전류가 발생하는데 동작 부하의 6배 가량된다. 컴프레셔 모 터는 스피드가 최대로 도달할 때가 있는데 그것을 견디기 위해서는 릴레이 접점의 특수 가공이 필요하다.
그래서 릴레이 접점 용량의 충분한 여유가 있어야 한다; 동작시에 릴레이 Rebound 는 최소화되어야 하고, 복 귀 또한 접점의 Rebound를 최소화하기 위해 가장 짧은 시간 내에 완료되어야 한다.
릴레이는 또한 높은 안전 규격에 부합해야 한다; 그 안전성은 반듯이 관련 안전 규격기관의 승인을 득하여야 한다. 제품 주위 조건 : 주위 온도 -40-55°C; 관련 습도 40°C, 95%; 우천시나 해변에서는 염분에도 저항성이 고려 되어야 한다. 이런 경우에 무게나 Size는 중요하지 않기 때문에 릴레이는 견고하고 외부 환경에 충분히 강해야 한다.
2. 가전제품용
가전제품 중에서도 주로 릴레이는 세탁기, 전자렌지, 전기히터에 사용된다.
릴레이 접점 : 중 부하인 220V 와 5000W 히터 (혹은 1 마력 모타)부터 경부하인 Drive solenoids, 다른 Relay 코일, Indication lamps 까지, 릴레이 수명은 5 - 10 년 이상 견디어야 한다. 다시말해 릴레이 수명이 100,000회 에서 200,000회를 보증해야 한다.
주위 온도 : -40-55°C (전자렌지 및 전기 히터 용은 85°C ) ; 관련 습도 20%-95%.
또한 높은 안전 규격에 부합해야 한다; 그 안전성은 반듯이 관련 안전 규격기관의 승인을 득하여야 한다.
3. 기계 기구 제어용
기계 기구의 기능을 제어하는 목적으로는 주로 AC Relay이고, 일반적으로 Push-button 이나 limit-switch drive relay가 사용된다. 릴레이는 전자기 벨브, 소형 모타, 전광등을 제어한다. 그 전압은 주로 24VDC, 220VAC 이다. 디지털 제어는 꾸준히 릴레이의 영역으로 확대되고 있다.
제어박스는 디지털 프로그래밍을 통하여 제어될 수 있고 그 제어 기구나 메모리 부품, 다른 기계 기구에 신호를 전달하여 2 - 5개의 움직임을 조정한다. 이런 디지털 제어 방법은 아주 편리하여 Drilling machines, Turret Lathes, Plain Lathes 그리고 Automatic Forming Verifiers 등에 활용된다.
이런 디지털 제어 시스템은 저수준의 신호를, 중간 감도성을, 고개폐신뢰를 적용하기 위해, 릴레이를 필요로 한다. 기계 기구의 주위 조건은 또한 고려 되어야 한다. 주위의 모터 기계 기구는 냉각수 등으로 오염된 어떤 박스등의 진동 및 충격등이 고려되어야 한다. 설비 제조자는 이런점을 충분히 고려해야 하고 릴레이를 선택 사용하는데 좋지 않은 이런 요인들을 설명하여야 한다. 야외에서 사용되는 릴레이는 전기적 절연, 인화 저항력 내전압등 고안전규격에 부합해야 한다. |
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릴레이의 적용 특성
- 릴레이를 어떻게 선택할 것인가 ? |
릴레이는 일반적으로 통신설비, 가전제품, 자동화 기구, 자동차의 전기 기구 등 회로 기능을 변환하기 위하여 사용된다. 릴레이는 그 적용범위가 광범위하고 그 사용자는 매우 다른 기능을 릴레이에서 요구한다. 다른 분야, 다른 사용 조건등에 부합하기 위해 릴레이 제조자는 매우 많은 종류, 규격, 기능의 릴레이를 생산한다.
과학과 기술이 발달하면서 새로운 구조, 고 기능, 고신뢰성의 릴레이가 시장을 타격한다. 이러한 광범위한 범위에서 릴레이를 선택하여 사용하는 것은 릴레이가 적용된 것의 신뢰성 및 기능에 치명적이다. 어떻게 사용할 것인가 ? 먼저, 사용조건, 기술 사항, 등을 분석하고 릴레이의 특성과 부합하는가를 살펴봐야 한다. 당사의 영업은 이러한 선택과 기술사항을 충분한 경험을 토대로 사전 및 사후 지원한다. 분석은 기본적으로 다음의 주요 포인터가 있다 : 외형 치수, 장착 방법, 입력 값, 출력 주위 조건, 안전 요구 조건, 신뢰성 요구 조건. |
외형 치수, 장착 방법과 치수
릴레이는 아주 다른 외형과 그 P.C.B 치수 및 Soldering 방법이 있다.
사용자는 장착 공간, 높이, 방법, 치수등을 고려해 야만한다.
이런 것들은 릴레이를 선택할 때 원칙적으로 고려되어야 할 사항들이다.
아래의 사항을 주의를 기울여야 한다.
1. PC Board를 위한 릴레이 단자
단자의 간격은 일반적으로 2.54Xn (n=1, 2, 3 …,) , 혹은 2.5Xn ; 또한 HA1 모델이나 HA2 같이 그와 무관한 단자 간격도 있다.
단자의 길이는 보통 3.5±0.2 이다. 단자의 용접성, 릴레이의 용접열 저항성, SMD형 단자 등은 모두 그 고수준의 규격에 부합하여야 한다.
2. Socket형 단자
소켓형 단자는 일반적으로 두 형태가 있는데 #250 (6.35X0.8) 과 #187 (4.75X0.5) 이다.
압입 및 당김의 강도는 다음 규격을 만족해야 한다. : #250 단자 : torque > 10kg.cm ; #187 단자 : torque > 5kg.cm |
입력부 규격
입력부 사항은 릴레이를 선택할 때 필수적으로 고려할 사항이고 아래 사항들이 있다.
1. AC 전원
AC 전압은 AC 릴레이가 선택되어져야 하고 아래의 요인들이 고려되어져야 한다:
(1). AC 파장 : AC 의 파장은 일반적으로 50Hz 와 60 Hz가 있고 코일 유도 임피던스가 매우 달라 동작전압에 큰 차이가 발생한다.
이것은 릴레이 선택 후 계약시에 삽입되어져야 할 사항이다.
(2). 주위 온도 : AC 릴레이는 역류 전류 손실 자기 이력 손실이 있기 때문에, 높은 온도상승을 초래하고 보통 그 범위는 70-80°C 이다. 그래서 이상적인 동작 주위 온도는 40-65°C이어야 한다. 주위 온도 계산의 결정 사항은 t1￡t2-t3-15°C 이다.
검토 :
t1: 최대 주위 온도 ;
t2: 코일선 에나멜 피막과 절연물 (130°C for Grade B; 155°C for Grade F)의 최대 가용 동작 주위 온도
t3: 평균 온도 상승. 주위온도가 증가하면 에나멜 동선과 절연물의 온도가 증가하며 따라서 저항 수준도 당연히 증가해야 한다. 이것은 비용의 증가를 가져온다.
(3). AC 소음 : 릴레이가 동작시에 AC 소음이 발생하고 그 초기값은 45 dB, 이하이어야 하나 , 소음은 기구적인 변화와 자기극 사이의 먼지 등에 따라 증가할 수 있다.
(4). 동작 전압 : 일반적으로 AC 릴레이의 동작전압은 80%VH (정격동작전압 : 하기) 이하이어야 한다;
최대 가용 동작 전압 < 90%VH.
전원공급장치에서 바로 릴레이에 전원이 연결되었을 때 그 파동이 ±10%를 초과하거나 전압 강하가 있을 때 그 동작 전압이 미치지 못하여 불안정할 수 있다. 릴레이는 또한 전압이 너무 높아 졌을 때 온도 상승을 초래하여 절연 저항에 손상을 줄 수 있다. 만약 전원 공급 장치의 파동이 ±10% 초과하면 ( 농촌지역의 전원 그리드는 매우 크다 ), 에나멜 코일과 절연 물질의 등급 등이 고려 되어 계약시에 삽입 되어져야 한다.
2. DC 전원
이런 릴레이는 그 적용이 점점 확대되고 있고 여기서는 여러 환경에서 어떻게 사용되고 있는지 알아보자.
(1). DC 릴레이의 주 논제 중 하나는 코일 소비 전류이다. 이것은 출력, 외형, 주위 조건(주위온도, 진동,
충격등) 과도 밀접한 관계가 있다.
고 감도형 릴레이를 선택할 때 상당히 주의를 기울려야 할 점은, 다른 종류의 고감도 타입의 가격만 생각 해서는 안된다는 점이다. 고 감도형을 매우 필요치 안으면 일반 감도형을 선택해야 할 것이다.
고 감도형이 필수적으로 요구되면, 출력은 높은 전류를, 주위조건은 매우 Tough하고, 중간정도의 감도형인 SSR 릴레이가 선택되어질 수도 있을 것이다. 만약 고감도형(예 0.2W 이하)이 필요할 때, hybrid 릴레이나, 유극성 릴레이도 고려 될 수 있다.그러나, Hybrid 릴레이는 가격이 비싸고 큰 반면, 유극성 릴레이는 적용가능한 주위온도나 부하 전류가 낮다.
(2). 만약 입력 전류가 상당히 오랜 시간 지속된다면(예, 몇시간, 며칠, 몇 달), 전자기 Latching 릴레이가 다음과 같은 이유로 추천된다: 입력 전력을 절감하기 위해, 온도 상승을 방지하기 위해, 또한 주위 환경을 좋게 하기 위해. 그러나 입력은 Impulse이고 또 다른 극성이 요구되고, 회로가 복잡해 진다는 단점이 있다.
Magnetic-card kilowatt-hour meter 나 Satellite power를 제어하는데 사용되는 릴레이는, 접점이 수시간, 수 개월 동안 동작 상태로 지속되기 때문에 Latching 릴레이가 사용되어 져야 한다. 그런 경우는 Latching 릴레이는 소비 전류를 거의 사용치 않을 것이다.
(3). 입력부의 파장이 10Hz 나 그 이상일 경우에, 릴레이는 매우 빠른 동작을 필요하고 Reed 릴레이나, 유극성 릴레이나,SSR 릴레이가 고려 되어야 한다. Reed 릴레이는 1초에 50회 까지 동작할 수 있고, 가격도 저렴 하다. 그러나 그 부하는 매우 낮아서 일반적으로 최대치가 50mA 그리고 28VDC이다. 유극성과 SSR 릴레이는 초당 100회가 동작할 수 있고 기능이 안정적이나 가격이 비싸고 Size가 크다.
3. 사용시 주위 점들
(1). 온도 변화에 의한 충격
온도의 변화는 코일 저항의 변화를 초래하고 또한 릴레이 동작 및 복귀 전압에 상당한 영향을 미친다.
온도가 최대치로 올라가면, 복귀 전압이 또한 최대치로 미치는 경향이 있고, 동작 전압의 증가를 가져온다
온도가 최소치로 가까워지면, 복귀 전압이 최소치로 가까워지는 경향이 있고, 그것은 동작 전압의 하락을 유발한다. 최대 온도에서 불안한 동작이나, 최저 온도에서 복귀 불안은 릴레이의 동작 불안을 초래한다. Current-mode 릴레이는 코일의 암페어 턴의 떨어짐 및 흡인력은 코일 저항변화의 영향을 받지 않기 때문에 온도 변화에 대응치 못한다. Current-mode 릴레이는 Driving source로서 Constant-current source 대신에, Voltage source를 실재로 사용하는 것을 볼 수 있다. 이런 경우, 온도변화가 코일저항에 가져오는 영향을 매우 관심있게 관찰하여야 한다.
(2). Solid-state 기구의 개폐 자극
a. Solid-state 기구의 개폐 부하량은 릴레이 코일 여자기에 부응해야 하고 충분한 여유분(약 두배)이 허용되어야 한다.
b. Solid-state 기구가 개폐할 때, Excitation circuit 의 Voltage distribution는 릴레이 코일의 excitation voltage가 정격 동작 전압에 부응하도록 충분해야 한다.
c. Solid-state 기구의 스위치가 개방할 때 릴레이의 초소 복귀 전류 보다 excitation circuit 의 Leakage 전류량은 적어야 한다.
d. Solid-state 기구의 스위치 reverse withstand-voltage는 50-80V peak voltage에 부응 해야 하고 추가로 필요한 허용치가 있어야 한다.
1500V 까지 되는 상당한 surge voltage는 릴레이 코일이 De-energizing 할 때 발생하며, 50-80V정도의 Peak voltage를 견디기 위해 억제 방안이 강구 되어져야 한다.
(3). 저전압, 전압, 고전압 출력 절연
현대 산업 자동 제어 시스템에서는, 저전압 회로에서 solid-state 기구의 접점은, 소형 연결 릴레이를 제어 하기 위해 널리 사용되는데, 220VAC 나 380VAC 유도 부하 회로(예, electromagnet, contactor coil등) 자동 제어 및 Protection을 수행하기 위해 사용된다. 그 중간자적 릴레이는 실제로 고.저전압 절연과 유도부하 이전을 수행한다. 이런 성격을 가진 중간자적 릴레이는 다음의 경우에서 고려된다: 좋은 절연, 내전압, 유해가스와 먼지 습기등에서의 높은 저항. 주로 주위의 충격에 대한 저항력은 밀봉형이나 밀폐형 또는 다른 어떤 방법으로 개선될 수 있는데, 절연 및 내전압은 내부의 도체부의 거리 등을 철저히 관리 유지하며 증가 시킬 수 있다.
(4). 상호 간섭과 동작 Error
각종 릴레이의 고집적 조립 (특히 P.C.B상의 전자기가 높은 릴레이) 은 전자기의 유도성이 상호 작용하여 제품의 동작 Error가 발생할 수 있다. 동작 error는 릴레이 가동부의 진동 및 손상을 줄 수 있다.
따라서 Sensitive compact general-purpose relay를 장착하는 위치를 선정할 때 아주 주의를 기울려야 한다.
(5). Long-distance Wired Excitation Mode : 자동 전화기나 door-type wiring 의 excitation mode 는 이런 종류로 분류된다. Excitation을 위한 Conducting wire 가 일반적으로 긺으로, 실제 excitation value에서 conducting wire의 전압 강화의 영향은 릴레이 코일의 동작 전압에 명시된 것에 부합하게, 추가되는 값을 충분히 고려 해야 한다. |
출력부 규격
대부분의 릴레이 제조자들은 최대 순수 저항부하만 언급함으로서 사용자로 하여금 두 가지 혼돈을 야기 하는데 릴레이의 부하를 선택할 때 잘못된 릴레이 선택을 유발한다. 혼돈 1: 사용자가 순수 저항부하가 아니고 유도부하나, Lamp, motor or capacitive load 등일 경우 그 부하가 대등한지 또는 비슷한가 !! 혼돈 2: 그 부하는 저 전기수준에서 정격부하까지 적당할 수 있는가 !! 릴레이는 10A 순수 저항부하를 개폐 할 수 있고 유도부하가 아니며 또한 10mA 이하는 개폐를 정상적으로 할 수 없을 수 도있다는 것을 분명히 명시해 두어야 한다. 왜냐하면, 다른 부하 조건에서는 전기 접점 메카니즘이 완전히 다르기 때문이다. 점접의 오용은 릴레이 Failure 의 주 원인이다. 그르므로, 다른 부하와 다른 부하 조건에서의 특성과 고장, 고장 메카니즘 등에 대한 적당한 이해가 필수적이고 릴레이 동작 특성을 개선하는데 상호 협조해야 한다. 제조자는 접점 부하의 내용을 표시하여야 하고 또 다르면 분리해서 마킹해야 한다.
1. 형광 램프
찬 상태에 텅스텐 섬유의 저항은 극미하다 ; 그러나, 스위치를 On 할 때, 서지 전류는 정상상태 전류보다 많게는 15배에 달할 수 있다. 이 크기의 서지 전류는 쉽게 접점 융착을 할 수 있고 심지어 융접으로 고장을 일으킬 수 있다. 서지 전류는 흐름을 제한하는 저항에 두는 것으로 감소될 수 있다.
2. 모타 부하
모터가 활동하지 않을 때, 입력 임피던스는 극미하다 ; 그러나, 서지 전류는 모타가 On 하는 순간 엄청나다. 전류가 들어가고, 전류와 자기장 간에 상호작용은 토크를 만든다. 모타가 On 할 때, 내부 전동력이 만들어 지고 난 후 전류의 감소를 가져온다. 모터가 스위치 Off할 때, 역기전력은 접점 사이에 일어 나고, 아크를 발생 하며 접점을 융착시킬 수 있다. 그러나, 스위치 Off 할 때, 속도가 떨어짐으로 , 전자기에너지의 일부분과 모터를 타고 축적된 운동에너지는 열에너지로 바뀌면서 소모되고, 역전동력은 줄어들 것이다.
인덕터, 전자석, 접촉기 코일, 그리고 Choke 코일은 모두 유도 부하들이다. 파워 On 했을 때, 전자기 코일은 서지 전류의 발생을 방해하기 위하여 전류의 상승을 억압하는 경향이 있다 ; 그러나, 파워 Off 했을 때, 전자기 코일에 축적된 전자기에너지는 접점간 아크에 의하여 소모되고 그리고 접점의 금속 전이와 융착을 일으킨다. RC 네트워크들, 다이오드 그리고 Piezoresistors와 같은 보호 장치들은 접점의 융착을 줄일 수 있다.
4. 케페시터 부하
케페시터의 충전 전류는 거대할 것 같다. 처음 상태에서, 케페시터 회로는 short circuit과 같다 ; 그것의 전류는 전선 저항밖에 없다. 사용자가 부하가 케페시터인 것을 모르는 경우도 있다. 사실상, 긴 전선, 자성 간섭을 제거하는 전기 필터, 파워 소스등은 모두 높은 케페시터 부하이다. 그것이 연결되는 순간, 저항을 제한하는 것들은 서지 전류를 줄일 수 있다.
5. DC 부하
DC 부하는 일반적으로 AC 부하 보다 Break Off 어렵다. 그이유는 전압이 Non-zero-crossing이고, 접점이 개방할 때, 아크가 발생하고, 외부전압이 계속 유지되면, 전기적 아크는 발생을 하여 그것 자신을 유지할 수 없고, 사라지는 경향이 있기 때문이다. 아크 에너지는 접점에 심각한 마모적인 손상을 준다. DC 부하의 접점간 간격은 그래서 충분해야 하고 아크를 억제하는 방안이 충분히 고려되어야 한다.
6. 저 전류 수준
저 전기 수준은 10-100mV의 범위에서 open-circuit 회로를 말한다. 접촉의 스위칭 전류는 마이크로 암페어로부터 10 mA까지 된다. 접점면에 붙어있는 유기적인 물질과 화학적인 이물질들은 부하를 개폐할 때 제거되지 않고, 접촉저항을 높이고 불안전하게 하는 요인이며, 전기의 흐름을 불안케하며, 접점의 전압 강하를 증가시킨다. 이 문제에 효과적인 해결책은 1-3m와 같은 금 도금으로 부드러운 접점 재료를 채택하는
것이다. 기술적인 개선책은 또한 접촉면 깨끗이 해야 하고 relay 내에 유해한 가스의 발생을 억제해야 한다. 그러나, relay의 비용은 두드러지게 오를 것이다.
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1. 주위온도는 하기의 환경에서 relay 고장의 원인이 될 수 있다.
(1) 절연재는 높은 온도에 부드러워 질 지도, 녹을 지도 모른다. 절연재는 낮은 온도에 금갈 지도 모른다. 이 2 경우에, 재료의 절연 내력은 떨어질 지도 모르고 계전기 고장의 원인이 된다.
(2) 높고 낮은 온도의 번갈아 일어난 결과로서, 내부 구조가 루즈해져 동작부가 위치를 벗어나 인장력의 고장을 초래하고 접촉이 안되거나 스위치 자체를 못할 수도 있다.
(3) 낮은 온도에서, 습기는 Relay에서 응축될 지도, 얼어붙을 수도 있어 고장을 일으킬 수 있다.
(4) 높은 온도에서, 코일저항이 증가하고 따라서 동작 전압이 증가하여 동작이 늦게 되거나 되지 않을 수 있다.
(5) 높은 온도에서, 접점이 동력 부하들을 연결할 때, 아크 방지력은 떨어지고, 접점은 마모되며 금속전이는 가속화되어서 릴레이 고장을 초래하거나, 수명을 단축시킨다.
(6) 온도의 변화는 Thermal 계전기, SSR, Hybrid relay들의 기능들을 불안하게 하는 원인이 될 수 있다. 릴레이의 주위온도 범위는 제품 구조, 사용된 재질, 장인 정신 등에 의해 결정된다. 그리고 제품을 구입 사용할 때 사용자들은 그 사양을 주의깊게 읽어야 한다. 릴레이의 온도 상승 , 특히 AC 릴레이의 온도 상승분 더하기 최대 주위온도는 사용된 에나멜 동선의 온도 저항 수준보다 낮아야 한다. 바로 이 점이 릴레이를 선택할 때 매우 주위하여야 할 부분이다. 추천 온도 범위는 등급별로 하기와 같다.
최저 온도(°C): -5±3; -10±3; -25±3; -40±3; -55±3; -65±3.
최대 온도(°C): 40±2; 55±2; 70±2; 85±2; 100±2; 125±2; 155±2; 175±2; 200±2.
2. 습기. 열
습기. 열은 다음 환경에 Relay 기능에 위협일 수 있다:
(1). 습기. 열은 내전압을 직접적으로 약화 시키고, 릴레이 고장의 원인이 될 수 있다. 릴레이가 오랜 기간동안 노출되었거나 동작 중에 모래와 먼지에 의하여 오염되면, 그 절연은 습기와 열의 영향으로 되지 않을 것이다.
(2). 전기 화학적인 결과로서 습열에 노출된 밀봉되지 않은 릴레이의 코일 와이어는 끊어질 것이고, 접점 산화와 전기화확 부식을 더욱 가속화하고 제품의 기능과 신뢰성을 떨어뜨리며, 결국은 고장을 일으킬 것이다.
(3). 아크 현상은 습열의 조건에서 접점이 부하를 개폐할 때 전기적 수명을 단축할 수 있다. 습기와 열의 문제는 따라서 매우 신중히 고려 되어야 하며, 전기 부품이나 제품이 그런 조건에서 사용될 때, 선택에 신중해야 한다.
3. 저기압
저기압은 릴레이에게 다음 불리한 영향력들을 가지고 있을 지도 모릅니다 :
(1) 절연 저항, 절연 부분 및 부품의 내전압을 저하시키고, 접점간 아크 방지력을 떨어뜨리고, 수명을 단축 시킨다.
(2) 릴레이의 방열을 안되게 하고, 온도 상승을 증가시킨다. 소비 전류가 릴레이에서 종종 많이 소모된다. 그러나, 일반 가전에서는 저기압이 릴레이에 크게 영향을 미치는 것은 아니므로 더 이상 논의하지 않겠다..
4. 모래 & 먼지
모래와 먼지는 릴레이 고장의 원인이 되고 사용자에게 상당한 주의가 요구된다. 일반 주위조건이나 작업 환경하에서, 모래와 먼지는 릴레이 속으로 들어갈 수 있고, 특히 자동차등의 방열핀이나 금간 사이로 전기 보드에 들어갈 수 있다. 오랜 동안 먼지 및 모래가 싸여 방열을 못하게 하고 눌러 붙을 수 있다. 전기 접점이 고장을 일으키고 금속부가 부식되며 절연 능력도 떨어져서 결국은 습열의 조건에서 고장을 일으킬 것이다. 어떤 전기 보호 릴레이나 자동차용 릴레이는 공장에서 양품으로 출하 후 1~2년 동안 그런 조건에 노출되면 고장을 일으킬 수 있다. 이런 습열의 손상을 사용자는 디자인시 충분히 고려해야 하고 실제의 요구되는 조건에 적합한지 검토해야 한다.
5. 화학 가스 오염
주위 대기에 유기적인 증기, 산소, 이산화황 그리고 염분은 접점, 금속 파트, 코일, 절연 파트 등의 부식을 초래 하고, 접촉을 나쁘게 하여 결국은 고장의 원인이 되며, 코일을 부식하여 단선을 유발하며, 절연에도 악 영향 을 준다. 유해한 화학적인 가스는 대기 중에 얼마든지 있으나, 다른 환경에서는 , 그 형태는 다르다. 기술적인 예방조치들은 부식을 감소시키거나 제거할 수도 있으나 비용은 많을 것이다. 군사용으로 사용되는 밀봉형 릴레이는 만약 그것이 전자빔(레이저)로 밀봉되고, 고순도의 N2가 주입되어 있는 장기간 높은 온도의 진공용이라면 누수률이 10-8pa.cm3/s 일 수 있다. ; 접점은 1-3u의 도금된 금일 수 있다. 비용을 줄이기 위하여, 일반 민생용 릴레이들은 대기에 유해한 가스(증기)의 부식을 완화하기 위하여 카바 또는 플라스틱 케이스로 덮는다. 실제적으로는 접점 부하와 주위 조건에 따라 다르지만, Vent Hole은 열을 발산 시키고 내부에서 발생하는 가스로부터 접점의 산화와 오염을 줄이기 위하여 Open 해 둔다.
6. 기구적인 진동
릴레이들이 강하고 동적인 힘과 장비의 근처에 있거나 또는 통과할 때 어떤 파장 범위에서 가속된 진동을 견디어야 할 수 있다. 순간적 진동은 미사일들, 높은 신뢰력의 제트 비행기들 그리고 로켓 엔진들로 생성된 것들은 필드 진동 예일 수 있다.
(1) . 진동은 다음과 같이 릴레이에 영향을 준다:
a., Vibration는 기계적 구조가 풀어지고, 피로를 주며, 부서지고 고장을 일으킬 수 있다.
b., 접점이 Close했을 때 진동이 접점을 표준 시간 (10us, 100us)이상으로 Open할 수 있고, 반대로 접점이 Open했을 때 진동이 접점을 표준 시간 (10us, 100us)이상으로 Close할 수 있다.
c., 동작부의 관련 모션의 결과로서 소음을 일으키고,마모되고, 결국은 고장의 원인이 된다.
(2). 진동의 분류
추천된 진동파 범위는 아래와 같다.
10-55Hz; 10-100Hz; 10-150Hz; 10-500Hz; 10-2000Hz.
10-5000Hz; 55-500Hz; 55-2000Hz; 55-5000Hz; 100-2000Hz.
추천된 진폭 (양방향 진폭) 및 그 가속은 아래와 같다.
다음의 규정된 파장(57Hz)의 추천 양방향 진폭(mm) : 0.075 ; 0.15 ; 0.35 ; 0.75 ; 1.0 ; 1.5 ; 2.0 ; 3.5
다음의 규정된 파장의 추천 가속(m/s2) : 4.9 (0.5g); 9.8 (1.0g); 19.6 (2.0g); 49.0 (5g); 98 (10g)
147 (15g); 196 (20g); 294 (30g); 490 (50g).
릴레이는 운송 중에나, 처리 또는 사용 중에 기구적인 충격을 받을 수 있다.
그 충격은 릴레이에 하기와 같은 영향을 준다.
(1). 충격은 그 구조를 루즈하게하고 손상이나 파손을 주며 그 활동 능력을 잃는다.
(2). 충격 때문에 Close 접점이 접점을 표준 시간 (10us, 100us)이상으로 Open할 수 있고, 반대로 Open 접점이 표준 시간 (10us, 100us)이상으로 Close할 수 있다. 그래서, (1)에서, 릴레이는 충격에 저항하는 능력이 있어야 하고, 테스트 사전, 사후 결과는 제품 사양에 부합해야 한다. (2)에서, 릴레이는 충격 저항의 안정성이 있어야 하고, 접점의 접촉사항에 대한 동적인 모니타가 되어야 하고, 일반적 충격가속 분류는 (m/s2): 147 (11ms), 294 (18ms), 490 (11ms), 490 (3ms), 980 (11ms), 980 (6ms), 1960 (6ms), 1960(3ms) …
지속적인 가속의 스트레스 조건하에서 릴레이의 정상적인 동작력이 테스트 되어져야 한다. 계속적인 가속 의 영향은 일반적으로 지상의 기계 장치에서는 관련이 없으므로 여기서 더 이상 다루지 않겠지만, 항공 전장물에서는 무시할 수 없는 사항이다. |
안전 요구 사항
릴레이를 디자인하고 선택할 때 안전 요구 사항에 매우 주의를 기울여야 한다, 특히 중간, 그리고 고용량 일 경우는 더 그렇다. 릴레이의 안전성은 다음 세가지 양상에서 본다.
1. 절연 물질
절연 물질은 인화에 견디는 것이고 : 최대 온도 (주위온도 + 코일 온도 상승 + 15°C)
2. 접점 과부하 능력
접점은 정격 부하의 100배(교류에서는 200배)의 과부하를 스위치하는 능력이 있어야 한다.
3. 절연 내전압
일반적으로 여러 동작부 간의 절연 저항은 100MW 이상 ; 500MW 이상 ; 1000MW이상 ; 10000MW이상이다. 릴레이의 각 conducting part 간 절연은 동작 중에 일어날 수 있는 최대치를 어떤 손상없이 견디어야 한다. 누수전류는 100mA (or 1mA)를 초과하지 않아야 하고, 섬광, 스파크, breakdown 은 손상을 회피하기 위해 방지 되어야 한다. 코일 접점간 내전압과 공간거리, 접면거리에도 특별한 주의를 기울여야한다. 릴레이가 220V, 380V 유도부하를 스위치 할 때는 코일 접점간 내전압은 4,000V를 초과한다.
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불량률 Level
어떤 환경에서는 동작 중인 릴레이는 매우 높은 신뢰성 표준에 부합한다. 예로, 인공위성, 로켓, 미사일, 비행기, 프로그램 제어용 스위치로서 릴레이는 불량률이 Level L (1X10-6) 이나 Level Q (1X10-7) 까지 되어야 한다.
불량률 DATA는 하기와 같다.:
미국방성 표준 |
불량률 Level 기호 |
Level 불량률 |
최대 허용 부량률
1/10 배 |
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YW
W
L
Q |
Level V
Level V
Level VI
Level VII |
3×10-5
1×10-5
1×10-6
1×10-7 |
불량률 표준 Level의 증가는 비용을 매우 증가 시킨다. 고객이 어떤 표준의 불량률을 요청시에는 주의가 요구된다. |
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