リレーの接点保護回路

質問

+200Vの電源をリレーにてON/OFFしています。
最大開閉電圧=DC500V、最大開閉電流=2A、最大通電電流=5Aのリレーを使用しています。
接点開閉時は、ほぼ0mAで、接点ON後の最大電流は、3A程度のため、
このリレーを選択したのですが、接点=ONでショートで壊れます。
OFFしなくなるのです。
開閉時に抵抗負荷は無いのですが、約100uFのコンデンサは常時接続されています。
そのため、ONと同時に瞬間的に電流が流れて接点が溶接？されてしまうのだと思うのですが、
こういった場合の接点保護回路などありましたらお教えください。

回答No.6

hey_hey_11 · ベストアンサー

これは、閉路時の過電流により、接点が溶着したものと考えます。
先ず、最大開閉電流＝２Aで接点閉路時の最大が３Aでは明らかにスペック違反となっています。
それと、コンデンサが接続されていることです。

溶着が発生する理由は、閉路、開路時の接点は必ずバウンドをします。
このバウンド時に使用電流が大きいとアークが発生します。
アークが発生すると、接点温度が上昇し接点金属が溶解するため、溶着します。
現行のリレーは、恐らくAgを含有していないタイプと思われるため、溶解温度が低くなっていることと、アークが発生しやすいと言われています。
なお、Aｇの含有は有害物質ですので、できなくなっています。
ですので、アークが発生しないようにするためには、スペックを上げるか或いは使用電流を下げるなどして、閉路開路時のアークを発生させないことです。
後は、コンデンサも影響を与えている可能性もありますので、外してみてどうなるかです。

補足

ご回答ありがとうございます。
ご指摘の通り閉時の過電流により接点が溶着したものと思います。

基板には、100uFのコンデンサ1ヶ、0.1uFのコンデンサ8ヶが搭載されています。
100uFのコンデンサを外すと接点は壊れません。
しかし、ICが多数搭載された基板ですので、大きめのコンデンサ搭載しておきたいのです。
どこまで下げれば良いのかも知識不足で分からないことと、
今は0.1uFのコンデンサ8ヶで壊れませんが、ギリギリ壊れないのだとしたら、
何らかの対策をしておきたいのです。

回答No.9

unagi-pie

水銀リレーですか。まだあったんですね。
(ちなみに RoHS 指令は日本国内で販売する分を規制する権力はないし従う義務もありません)
接点が水銀で濡れてるのでチャタリングが発生しないし図体の割に大電流を開閉できるものです。
分解してみたことはありませんが、水銀ゆえ「大電流で接点が熔着」は起こらないはずですが。

＞UP面を上に使用しています。
？ UPのそばに矢印の図があるはずで、この矢が上を向くように設置する必要があります。

NO.3補足欄＞型式は、HFW-1A-05SA-10(OKITA)です。
NO.3補足欄＞http://www.okita.co.jp/home/okita-up/japan/index …
なら基板を垂直に立てる必要があります。

こういうチューブラ型
http://www.okita.co.jp/home/okita-up/japan/products/reed/relay-catalog/MWG-100.pdf
なら基板は水平でOKですが。

ついでに、突入電流を抑制するには、電源ライン用のチョークコイルを挿入するのが簡単です。
太い銅線をトロイダル巻きしたものが一般的です。
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%83%81%E3%83%A7%E3%83%BC%E3%82%AF%E3%82%B3%E3%82%A4%E3%83%AB&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=PwujUpP2B8-DkgWnn4DYCg&ved=0CAcQ_AUoAQ&biw=906&bih=461

電流の急激な変化に対して抵抗を示し突入電流を緩和し、100uFコンデンサへの充電が進み
電流変化が減ると抵抗分が減ります。
尚、直流抵抗も若干あるので、なるべく太い銅線のがいいです。

回答No.8

Nebusoku3

No5です。
＞質問なのですがリアクターとはどういったものでしょうか？

についてお答えします。　リアクターと言うよりチョークコイルと言ったほうが良かったかもしれません。
抵抗と並列に使用することでリレー接点がONした瞬間の電流を　抵抗で制限　し、チョークコイルの方はコイルの性質上、ONの瞬間は電流が殆ど流れません。
その後、直流ですからコイルは導体として働き、抵抗への負担はなくなります。
（チョークコイルの構造はトランスの巻き線と似ています。）
要するにONした瞬間だけリレー接点を保護してやる方法ですね。　それ以外は定格に入っているのであれば問題は無いでしょう。
提示した抵抗値は一般的な感じの大きさを書きましたが他にも選択肢があるかもしれません。

回答No.7

lumiheart

＞型式は、HFW-1A-05SA-10(OKITA)です。
反則じゃなかろか？　今でも売ってたんですねぇ
小型大通電電流低浮遊容量タイプ水銀リレー
http://www.okita.co.jp/home/okita-up/japan/products/reed/relay-catalog/HFW-1A-XXSA.pdf

ところで、このリレーには取付方向に重力が影響するのはご存じでしょうか？
重力と逆向きに付けると最初からＯＮしっぱなし

水銀接点だから少々の過負荷で接点焼き付きは無いと思うのだが？

ＲｏＨＳ規制
http://www.jetro.go.jp/world/europe/eu/qa/01/04J-100602
http://home.jeita.or.jp/eps/epsJmoss.html
水銀が入ってるのは配売禁止と思い込んでいたが？
配売禁止じゃあなかったんですね

補足

UP面を上に使用しています。
水銀接点=接点焼き付きが無いかは分かりませんが、
100uFのコンデンサによって、
スペックにある最大開閉電流=5Aは、超えるのかと思います。

回答No.5

Nebusoku3

コンデンサが並列であれば瞬間的には　ショートですね。

リアクターと抵抗　0.1Ω～1Ω程度をパラにしたものを　リレーの接点に直列に入れてやれば緩和できると思います。

補足

ご回答ありがとうございます。
質問なのですがリアクターとはどういったものでしょうか？

回答No.4

nerimaok

>接点開閉時は、ほぼ0mA
いや、開いている時にはどんな回路だって0Aですから。

問題は閉じた瞬間の電流なんで、負荷と並列にコンデンサが入っているんなら、それを突入電流の算定に加えないと。

抵抗を直列に入れたんじゃ電圧降下が発生するでしょうからインダクターを直列に入れて突入を抑えるとか。

回答No.3

lumiheart

＞+200Vの電源をリレーにてON/OFFしています。
これはＤＣ＋２００Ｖでしょうか？

＞最大開閉電圧=DC500V、最大開閉電流=2A、最大通電電流=5Aのリレーを
と、言うリレーを検索してみましたが見つかりません
メーカ及び形式を開示してください

＞接点開閉時は、ほぼ0mAで、接点ON後の最大電流は、3A程度のため、
ＤＣではなくてＡＣ２００Ｖの場合ですが
オムロンＭＹリレー
http://www.fa.omron.co.jp/products/family/948/specification.html
定格抵抗負荷ＡＣ２２０Ｖ５Ａですが
概ね実用的範囲はＡＣ２２０Ｖ１Ａ以下です

一般的にはＡＣよりＤＣの方が開閉能力は低い
なのでＭＹはＤＣ２４Ｖ２Ａ定格です

つまり、そもそもの選定を疑ってるのですが？
メーカの見解は如何に？

補足

ご回答ありがとうございます。
DC+200Vです。
高電圧のオペアンプが多数搭載された基板への電源ON/OFFリレーになります。
型式は、HFW-1A-05SA-10(OKITA)です。
http://www.okita.co.jp/home/okita-up/japan/index-product03.html
メーカーからの見解はいただいておりません。
そもそも私の知識不足による間違いですので、『不可』との回答がくると思います。。。
しかし、何とかしたいのです。
完全には、無理でも、ちょっとした対策だけでもと思い質問させていただきました。
少しだけでも軽減できれば。。。

回答No.2

アウストラロ ピテクス（@ngkdddjkk）

>>約100uFのコンデンサは常時接続されています。

これが並列なのか直列なのかによりますが、直列ならば微分方程式を解いた時にI=Aexp(-t/CRshort)という時定数が短いスパイク状の電流が流れるため、開閉途中で接点にアーク放電が起きて溶接されてしまいます。

No.1さんが言っているのはダンピングというもので、電流の大きさを決めるAと時定数CRshortに関係してくるものになります。
アークを防ぐためにはこのダンピングは有用で、放電の際の電流制限に役立ちます。
技術的には、浮遊容量が問題となってくる場合があるので接点のできるだけ近い位置にセメント抵抗を挿入すると良いと思います。(定格電力には注意してください)

補足

ご回答ありがとうございいます。
並列になります。
並列で保護の方法はありますか？

回答No.1

aokii

100uFのコンデンサに直列に抵抗を入れて下さい。

補足

ご回答ありがとうございます。
DC200Vは、オペアンプが多数搭載された基板用の電源でして、
100uFのコンデンサは、それらのためのバイパスコンデンサですので、
抵抗を入れられないのです。