繼電器接觸器電路中的故障查找。第1部分

各行各業的電工製造、安裝、配置、維修和維護各種電氣設備。在這種情況下,他們工作中不可或缺的一部分就是尋找缺陷。及時檢測和消除缺陷的必要性怎麼估計都不過分,因為電氣設備越完善、越高效,其停機或不合理使用造成的經濟損失就越大,即使是很短的時間。這就是電工檢測各種電氣設備缺陷的能力如此重要的原因。

Word scheme 用於表示電氣安裝或電氣產品的文檔。如果有必要參考任何文件,將在該詞中添加一個說明該方案的說明詞。

如果繼電器接觸器(為簡潔起見,將來稱為產品或物體)的電路滿足文檔中規定的所有要求,那麼習慣上說它處於良好狀態......當沒有這樣的通信,然後他們談論有缺陷的產品或它的故障。

產品從工作狀態到有缺陷狀態的轉變是由於缺陷而發生的。字缺陷用於指示產品的任何個別不符合文檔中為其製定的要求。

從定義可以看出,消除產品中的缺陷是不可能的,但是可以消除產品中的缺陷。如果它是唯一的,那麼產品將進入直立狀態。

產品的缺陷可能發生在其生命週期的不同時間——在生產、組裝、調整、操作、測試、維修期間,並產生不同的後果。

後果被區分為嚴重的、重要的和次要的缺陷。

嚴重缺陷的存在使產品的預期用途不可能或不可接受。

示例 1. 嚴重缺陷。

作為示例產品,我們選擇標稱電壓為 110 V 的直流繼電器,其線圈 wx = 10,000 匝,電阻 Rx = 2200 歐姆。

其他參數:額定電流Inom=0.05A,工作電流Israb=0.033A,安全係數Kzsh=1.5,額定MDS(磁驅動力)Aw=500A。

假設線圈中有一個缺陷,使 90% 的匝短路並將線圈的電阻降低到 R2 = 220 歐姆(假設所有匝的長度相同)。

在 110 V 的電壓下,該電阻將對應於電流 I2 = 0.5 A 和 MDS Aw2 = l2 * w2 = 0.5 • 1000 = 500 A。

雖然數字顯示 MDS 的值不會改變並且繼電器能夠吸引其電樞,但是具有這種缺陷的繼電器不可能繼續運行,因為在對有缺陷的線圈施加額定電壓後,線圈電線過載電流10倍,幾乎瞬間燃燒。

重大缺陷會限制將產品用於其預期目的的可能性或降低其耐用性(參見示例 6)。

示例 2. 大缺陷

假設例 1 中討論的繼電器線圈存在缺陷,導致 20% 的匝閉合,即其中有 8000 匝保持活動狀態。

假設匝數與線圈電阻成正比關係,則可確定故障線圈的電阻為R3=1760歐姆。

這個 110 V 的電阻會將線圈電流限制為 I3 = 0.062 A。

因此,MDS Aw3 = 0.062 • 8000 = 496 A。

因此,即使有這個缺陷,MDS 也足以操作繼電器,但將通過線圈的電流增加近 25% 將導致線圈過熱,超出其絕緣允許的範圍,並使繼電器過早失效,儘管它會可以工作一段時間。

如果缺陷的存在不影響產品的性能,則稱為次要缺陷。

示例 3. 小缺陷

在示例1中給出的參數的繼電器線圈中,5%的匝數是短的,其電阻約等於2090歐姆。

該電阻會將線圈中的電流限制為 I4 = 0.053A 的值,對應於 MDS Aw4 = Um W4 = 503 A。

鑑於繼電器文檔對額定電流有 10% 的容差,即。 Inom max = 0.055 A,則電流增加 0.003 A 不能合理地歸因於繼電器或其線圈的缺陷,因為 I4 < Inom max。

由於電流的增加沒有超過該繼電器的允許範圍,因此導致它的缺陷不會影響繼電器的操作。

所考慮的例子表明,不僅是不同的缺陷,而且相同類型的缺陷(在我們的例子中,線圈匝短路)也會產生不同的後果。產品中僅存在缺陷並不總是會影響其執行功能的能力。

為了支持上述觀點,我們將舉一個例子,其中一串電燈被視為一個對象。在查看缺陷搜尋的基本技術問題時,將在更多示例中使用這個相當簡單的對象。

對象的簡單性將允許在不分散對其操作原理和其中發生的過程的解釋的情況下,僅關注尋找缺陷的問題。

示例 4. 相同缺陷的不同表現形式。

假設對像是一盞便攜式燈(圖 1,a),燈的端子之間短路。

相同缺陷的不同表現形式:a - 在便攜式燈中,b - 在電燈花環中

米。 1 相同缺陷的不同表現形式:a — 在便攜式電燈中,b — 在電燈的花環中

當燈具連接到電源時,電源會發生短路。在這種情況下,從後果的角度來看,燈短路是一個嚴重的缺陷。

另一個對像是電燈的花環(圖 1,b)。根據花環中燈的數量,此對像中的相同缺陷可能導致不同的後果。

特別是,如果有 25-30 個或更多的燈,並且它們的額定電壓總和超過電源電壓,其中一個燈的短路不會導致電壓升高超過其他每個工作燈的允許電壓,並且其他燈的亮度明顯增加。

儘管在外部,兩種缺陷都以相同的方式表現出來(沒有點亮有缺陷的燈),因此,花環中的一盞燈短路不會導致電源短路,並且對於根據公認的分類,整個花環是輕微缺陷。

除了技術診斷中的可用狀態和缺陷狀態外,還區分了工作狀態和非工作狀態。

有效的產品被認為能夠執行其指定的功能,同時將指定參數的值保持在預定範圍內。

否則,產品無法正常工作。

儘管每個被服務的產品都同時被服務,但並不總是可以說可服務的產品是可服務的。

示例 3、4 表明有缺陷的產品也可以執行其指定的功能。

由於損壞而在保持其可操作性的同時違反產品的可維護性,並且在發生故障的情況下 - 由於損壞。

從以上定義可以看出,雖然產品的故障是由於產品本身存在某些缺陷引起的,但缺陷本身的發生並不總是導致故障(見示例3、4)。

與其他元素的故障無關的損壞稱為獨立的,並且是由於另一個元素而發生的 - 相關的。

示例 5. 依賴性拒絕。

某些類型的接觸器使用分段線圈(圖 2)。

分段繞組

米。 2 分段繞組

當接觸器打開時,線圈 K1.2-1 的部分,稱為初始或打開,操作。此時線圈K1.2-2的第二段被接觸器的分閘觸點K1:3分流。根據接觸器的大小,流過啟動段的電流可達8-15A。

接觸器動系統運動到末端位置後,觸點K1.3斷開,保持線圈K1.2-2導通,電流減小至0.2-0.8A。

假設接觸器存在缺陷,導致觸點 K1:3 無法斷開。

在這種情況下,在給線圈施加電壓一段時間後,纏繞合閘線圈的導線會因過載而燒壞。該線圈的導體僅用於接觸器打開期間的短時間、幾分之一秒的操作。因此,觸點 K1:3 中的缺陷會導致接觸器故障。

根據造成損害發生的原因,分為系統性和隨機性。

當產品的生產或組裝、調整或操作、維修或測試的技術過程被違反時,就會對產品造成系統性損害。可以識別並糾正此類故障的原因。

意外損壞的發生雖然不受歡迎,但完全是自然現象,並且是任何技術對象的特徵。

發生此類故障的概率由其可靠性指標決定:MTBF、無故障運行概率、耐用性等。

讓我們來說明一下上面幾個概念的關係。

繼電器接觸器電路中的故障查找

示例 6. MTBF 和壽命

«有時新安裝會立即失敗或運行不佳。在這種情況下,請立即採取必要的措施。或者一開始一切都很好,然後性能變差,最後出現故障:電氣安裝出現故障,例如,3 個月後,儘管其使用壽命為 16 年。 “……

這裡有兩個可靠性特徵——MTBF(首次故障時間)和耐久性(使用壽命)。根據公認的可維修產品概念系統,MTBF 總是小於它們的使用壽命。因此,如果為產品設置的 MTBF 小於或等於 3 個月,那麼它的故障是自然的。同樣的情況,當建立的MTBF超過3個月時,我們就可以說這個產品的真實可靠性很低。

繼電器接觸器電路中的故障查找不可維修產品的情況則有所不同,對於此類產品,MTBF 必須始終不低於其使用壽命。因此,使用壽命為 16 年的不可修復產品在運行 3 個月後發生故障是不正常的。

但是,應該記住,所有的可靠性指標都具有隨機值的特徵,因此單個產品的過早失效不能合理地評估該類型其他產品的可靠性。

在示例 3 中,考慮了產品缺陷未在外部表現出來的情況。您如何才能在不等待故障、事故或其他不良後果的情況下發現某種產品中存在這種或另一種缺陷?

首先,產品的缺陷在其調整、測試或計劃的預防性檢查期間表現出來,這些檢查基於允許確定違反其操作或工作能力的事實的跡象。

根據這些特徵,產品的實際狀態是指上述四種狀態(工作、缺陷、有效、非工作)之一或無法進行任何調整或維修工作的臨界狀態,以及必須更換新產品。

上述標誌通常稱為缺陷標準,它們以參數或特性列表的形式在產品文檔中規定,並指示其變化的允許極限 - 公差。

Oleg Zakharov “繼電器接觸器電路中的缺陷搜索”

文章續:

繼電器接觸器電路中的故障查找。第2部分

繼電器接觸器電路中的故障查找

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