电磁继电器可用于接通断开负载、进行供配电切换和传递控制信号,作为一种重要元器件广泛应用于航空航天、兵器装备、工业设备和电源控制等许多领域。电磁继电器质量和可靠性会影响整机和系统的功能、运行可靠性和安全性。电磁继电器在接通、断开负载过程中产生的电弧会造成触点烧蚀并引起接触状态劣化。研究继电器触点电弧特性是保证继电器可靠熄灭电弧,实现其所配套整机和系统正常可靠运行的基础。燃弧时间是反映继电器触点电弧特征的重要参数。相同触点材料和触点间隙条件下,触点材料的烧蚀量与该触点通断期间产生的电弧能量成正比。继电器的燃弧时间便于监测,可通过电弧电压波形测试和分析得到,同时它能定量地反映触点切换过程电弧能量,因此,可用于分析继电器切换负载能力、寿命及可靠性。在继电器电弧和燃弧时间研究成果基础上,分析了负载电压、负载电流、触点材料、分断速度、触点压力、线圈瞬态抑制电路、继电器吸、反力匹配、继电器动作次数以及内部气压等各种机械参数和燃弧条件对燃弧时间的影响,提出了一定条件下燃弧时间的理论计算方法。选取典型继电器样品,在上述不同机械参数和燃弧条件条件下,测试并分析了继电器燃弧时间,为将燃弧时间应用于继电器科研、生产和改进设计积累了数据。以此为基础,将继电器燃弧理论、燃弧时间测试分析与继电器工程实际应用相结合,解决工程实际问题。首先,针对功率型电磁继电器在真空条件下切换额定负载试验出现的失效问题,在桂林航天电子有限公司率先开展了高真空条件(小于1×10-7Pa)下继电器切换直流负载燃弧研究。研究不同负载条件下,继电器在低气压和真空条件下的燃弧时间。研究表明:单断点电磁继电器在高真空条件下切换直流28V负载的燃弧时间高于一个气压下燃弧时间,负载电流超过8A后尤为明显。根据燃弧时间测试数据确定了被测继电器在高真空环境下的合理负载大小,论证了在低气压和真空条件下提高直流负载切换能力可采取的设计改进措施。然后,针对某立方英寸、3组28V/25A电磁继电器存在的阻性负载寿命余量不足问题,通过优化继电器吸、反力匹配提高触点分断速度,控制了继电器分断过程燃弧时间及触点发热。寿命实验表明,通过控制继电器分断过程燃弧时间可以有效地提高继电器负载切换次数,满足了寿命指标要求。