Felsökning i relä-kontaktorkretsar. Del 1

Elektriker av olika yrken tillverkar, installerar, konfigurerar, reparerar och underhåller olika elektrisk utrustning. I det här fallet är en oumbärlig del av deras arbete sökandet efter defekter. Behovet av snabb upptäckt och eliminering av defekter är svårt att överskatta, eftersom ju mer perfekt och effektiv den elektriska utrustningen är, desto större blir den ekonomiska skadan från dess driftstopp eller irrationell användning, även under korta tidsperioder. Det är därför elektrikers förmåga att upptäcka defekter i olika elektrisk utrustning är så viktig.

Ordschema används för att beteckna dokumentationen av en elinstallation eller en elektrisk produkt. Om det är nödvändigt att hänvisa till något dokument, kommer ett förklarande ord som anger schemat i fråga att läggas till det ordet.

Om kretsen för en reläkontaktor (för korthetens skull, i framtiden en produkt eller ett objekt) uppfyller alla krav som fastställts i dokumentationen, är det vanligt att säga att den är i gott skick... När det inte finns något sådant korrespondens, då talar de om defekta produkter eller för det funktionsfel.

Övergången av produkten från ett fungerande tillstånd till ett defekt sker på grund av defekter. Orddefekt används för att indikera att produkten inte uppfyller de krav som fastställts för den i dokumentationen.

Av definitionerna följer att det är omöjligt att ta bort defekten i produkten, men det är möjligt att ta bort defekten i produkten. Om det är den enda, kommer produkten att gå till upprätt läge.

Defekter i en produkt kan uppstå vid olika tidpunkter i dess livscykel — under produktion, montering, justering, drift, testning, reparation och få olika konsekvenser.

Konsekvenserna särskiljs som kritiska, betydande och mindre defekter.

Förekomsten av kritiska defekter gör den avsedda användningen av produkten omöjlig eller oacceptabel.

Exempel 1. Kritisk defekt.

Som exempelprodukt väljer vi ett DC-relä för en nominell spänning på 110 V, vars spole har wx = 10 000 varv och dess motstånd Rx = 2200 Ohm.

Övriga parametrar: märkström Inom = 0,05 A, driftström Israb = 0,033 A, säkerhetsfaktor Kzsh = 1,5, märk MDS (magnetisk drivkraft) Aw = 500 A.

Låt det vara en defekt i spolen som kortsluter 90% av varven och minskar spolens motstånd till R2 = 220 Ohm (förutsatt att alla varv är lika långa).

Vid en spänning på 110 V kommer detta motstånd att motsvara en ström I2 = 0,5 A och MDS Aw2 = l2 * w2 = 0,5 • 1000 = 500 A.

Även om siffrorna visar att värdet på MDS inte kommer att förändras och reläet kommer att kunna attrahera sitt armatur, är varje kontinuerlig drift av reläet med en sådan defekt omöjlig, eftersom efter att ha applicerat märkspänningen på den defekta spolen, kommer en spole av tråd överbelastad med ström 10 gånger, kommer den att brinna nästan omedelbart.

Väsentliga defekter begränsar möjligheten att använda produkten för dess avsedda ändamål eller minskar dess hållbarhet (se exempel 6).

Exempel 2. Stor defekt

Anta att det finns en defekt i reläspolen som diskuteras i exempel 1 som gör att 20 % av varven sluts, det vill säga 8000 varv förblir aktiva i den.

Om man antar att proportionaliteten mellan antalet varv och spolresistansen fortfarande är proportionell, kan resistansen för den defekta spolen bestämmas till R3 = 1760 ohm.

Detta motstånd vid 110 V kommer att begränsa spolströmmen till I3 = 0,062 A.

Därför är MDS Aw3 = 0,062 • 8000 = 496 A.

Således, även med denna defekt, kommer MDS att vara tillräcklig för att driva reläet, men en ökning av strömmen genom spolen med nästan 25% kommer att göra att spolen överhettas utöver vad som är tillåtet för dess isolering och för tidigt misslyckas reläet, även om det kommer att kunna jobba ett tag.

Om förekomsten av en defekt inte påverkar produktens prestanda, kallas det mindre.

Exempel 3. Liten defekt

I reläspolen, vars parametrar anges i exempel 1, är 5% av varven korta, vars resistans är ungefär lika med 2090 Ohm.

Detta motstånd kommer att begränsa strömmen i spolen till ett värde av I4 = 0,053A, vilket motsvarar MDS Aw4 = Um W4 = 503 A.

Givet att relädokumentationen har 10 % tolerans för märkström, dvs. Inom max = 0,055 A, då kan strömökningen på 0,003 A rimligen inte tillskrivas en defekt i reläet eller dess spole, eftersom I4 < Inom max.

På grund av det faktum att ökningen av strömmen inte överstiger det tillåtna för detta relä, påverkar defekten som orsakade det inte reläets funktion.

De övervägda exemplen visar att inte bara olika defekter, utan också samma typ av defekt (i vårt fall, en kortslutning av spolarna varv) kan få olika konsekvenser. Enbart förekomsten av ett defekt i en produkt påverkar inte alltid dess förmåga att utföra sina funktioner.

Till stöd för ovanstående kommer vi att ge ett exempel där en sträng av elektriska lampor betraktas som ett objekt. Detta ganska enkla objekt kommer att användas i ytterligare några exempel när man tittar på de grundläggande tekniska problemen med defektjakt.

Objektets enkelhet kommer att tillåta, utan att distraheras från förklaringen av principen om dess funktion och de processer som äger rum i det, att bara uppmärksamma frågorna om att söka efter defekter.

Exempel 4. Olika manifestationer av samma defekter.

Låt föremålet, som är en bärbar lampa (fig. 1, a), få ​​en kortslutning mellan lampans uttag.

Ris. 1 Olika manifestationer av samma defekter: a — i en bärbar lampa, b — i en krans av elektriska lampor

När armaturen är ansluten till en strömkälla uppstår en kortslutning i källan. I det här fallet, ur konsekvensernas synvinkel, är en kortslutning i lampan en kritisk defekt.

Ett annat föremål är en krans av elektriska lampor (fig. 1, b). Samma defekt i detta objekt kan leda till olika konsekvenser beroende på antalet lampor i kransen.

I synnerhet med 25-30 eller fler lampor och summan av deras märkspänningar som överstiger nätspänningen, kommer en kortslutning i en av lamporna inte att leda till en ökning av spänningen över den tillåtna spänningen för var och en av de andra driftslamporna och till en märkbar ökning av ljusstyrkan på de andra lamporna.

Även externt visar sig båda defekterna på samma sätt (utan att den defekta lampan tänds), som ett resultat leder en kortslutning i en av kransens lampor inte till en kortslutning av strömkällan, och för hel krans är det, enligt den vedertagna klassificeringen, mindre defekt.

Utöver funktionsdugliga och defekta tillstånd i teknisk diagnostik görs en skillnad mellan fungerande och icke-fungerande tillstånd.

En effektiv produkt anses vara kapabel att utföra sina tilldelade funktioner samtidigt som de bibehåller värdena för de angivna parametrarna inom de förutbestämda gränserna.

Annars fungerar inte produkten.

Även om varje servad produkt servas samtidigt, är det inte alltid möjligt att säga att en servad produkt är tjänlig.

Exemplen 3, 4 visar att defekta produkter också kan utföra sina tilldelade funktioner.

Brott mot produktens funktionsduglighet med bibehållen funktionsduglighet uppstår som ett resultat av skada, och i händelse av funktionsfel - på grund av skada.

Det följer av ovanstående definitioner att även om felet i en produkt orsakas av förekomsten av vissa defekter i den, leder uppkomsten av ett fel i sig inte alltid till fel (se exempel 3, 4).

Skador som inte är relaterade till en felfunktion av andra element kallas oberoende och uppkom som ett resultat av en annan, - beroende.

Exempel 5. Avslag på beroende.

Vissa typer av kontaktorer använder sektionerade spolar (Fig. 2).

Ris. 2 Sektionslindning

När kontaktorn är påslagen, fungerar sektionen av spolen K1.2-1, kallad initial eller on. Den andra sektionen av spolen K1.2-2 vid denna tidpunkt shuntas av kontaktorns öppningskontakt K1: 3. Beroende på kontaktorns storlek når strömmen som flyter genom startsektionen 8-15 A.

Efter att kontaktorns rörliga system flyttas till ändläget öppnas kontakten K1.3 och hållspolen K1.2-2 slås på och strömmen kommer att minska till 0.2-0.8 A.

Antag att det finns en defekt i kontaktorn som hindrar kontakt K1: 3 från att öppnas.

I det här fallet, en tid efter att spolen lagts på spänning, kommer tråden med vilken stängspolen är lindad att brinna ut av överbelastning. Ledaren till denna spole är endast avsedd för kortvarig drift på bråkdelen av en sekund under den period då kontaktorn är på. En defekt i kontakt K1: 3 leder alltså till kontaktorfel.

Beroende på orsakerna som orsakade uppkomsten av skada delas de in i systematiska och slumpmässiga.

Systematiska skador på produkter uppstår när de tekniska processerna för deras produktion eller montering, justering eller drift, reparation eller testning kränks. Orsakerna till sådana fel kan identifieras och korrigeras.

Förekomsten av oavsiktlig skada är, även om det inte är önskvärt, ett helt naturligt fenomen och är karakteristiskt för alla tekniska föremål.

Sannolikheten för sådana fel bestäms av dess tillförlitlighetsindikatorer: MTBF, sannolikhet för problemfri drift, hållbarhet, etc.

Låt oss illustrera förhållandet mellan några av ovanstående begrepp.

Exempel 6. MTBF och livslängd

«Ibland misslyckas en ny installation omedelbart eller fungerar dåligt. I sådana fall, vidta nödvändiga åtgärder omedelbart. Eller till en början är allt bra, sedan försämras prestandan och slutligen uppstår ett fel: den elektriska installationen misslyckas till exempel efter 3 månader, även om dess livslängd är 16 år. "...

Här är två egenskaper för tillförlitlighet - MTBF (tid till första fel) och hållbarhet (livslängd). I enlighet med det accepterade konceptsystemet för reparerbara produkter är MTBF alltid kortare än deras livslängd. Således, om MTBF är inställd för en produkt som är mindre än eller lika med 3 månader, är dess misslyckande naturligt. I samma fall, när den etablerade MTBF överstiger 3 månader, kan vi prata om den låga verkliga tillförlitligheten hos denna produkt.

Situationen är annorlunda med icke-reparerbara produkter, för vilka MTBF alltid inte måste vara mindre än deras livslängd. Således är fel på en icke-reparerbar produkt med en livslängd på 16 år efter 3 månaders drift onormalt.

Man bör dock komma ihåg att alla tillförlitlighetsindikatorer kännetecknar slumpmässiga värden, och därför kan ett för tidigt misslyckande av en enskild produkt inte rimligen bedöma tillförlitligheten hos andra produkter av denna typ.

I exempel 3 beaktas fallet där ett fel i produkten inte visar sig externt. Hur kan du ta reda på förekomsten av denna eller annan defekt i en viss produkt utan att vänta på ett haveri, olycka eller andra oönskade konsekvenser?

Först och främst manifesteras en defekt i en produkt under dess justering, testning eller under en planerad förebyggande inspektion baserat på tecken som gör det möjligt att fastställa faktumet av en kränkning av dess funktion eller användbarhet.

Baserat på dessa tecken hänvisar produktens faktiska tillstånd till ett av de fyra tillstånd som nämns ovan (fungerande, defekt, effektiv, icke-fungerande) eller till ett gränsläge där det är opraktiskt att utföra några justeringar eller reparationsarbeten och produkten måste bytas ut mot en ny.

Ovannämnda tecken brukar kallas defektkriterier och de är fastställda i produktdokumentationen i form av en lista över parametrar eller egenskaper med angivande av tillåtna gränser för deras ändring - toleranser.

Oleg Zakharov "Defektsökning i relä-kontaktorkretsar"

Fortsättning på artikeln:

Felsökning i relä-kontaktorkretsar. Del 2