Feilsøking i relé-kontaktorkretser. Del 1

Elektrikere fra ulike yrker produserer, installerer, konfigurerer, reparerer og vedlikeholder diverse elektrisk utstyr. I dette tilfellet er en uunnværlig del av arbeidet deres søket etter defekter. Behovet for rettidig oppdagelse og eliminering av defekter er vanskelig å overvurdere, fordi jo mer perfekt og effektivt det elektriske utstyret er, desto større er økonomisk skade fra nedetid eller irrasjonell bruk, selv i korte perioder. Dette er grunnen til at elektrikeres evne til å oppdage feil ved ulike elektriske utstyr er så viktig.

Ordskjema brukes for å betegne dokumentasjonen av en elektrisk installasjon eller et elektrisk produkt. I tilfelle det er nødvendig å referere til et dokument, vil et forklarende ord som indikerer den aktuelle ordningen bli lagt til det ordet.

Hvis kretsen til en relékontaktor (for korthets skyld, i fremtiden et produkt eller et objekt) oppfyller alle kravene fastsatt i dokumentasjonen, er det vanlig å si at den er i god stand ... Når det ikke er noe slikt korrespondanse, så snakker de om defekte produkter eller for det funksjonsfeil.

Overgangen til produktet fra en fungerende tilstand til en defekt skjer på grunn av defekter. Orddefekt brukes til å indikere at produktet ikke er i samsvar med kravene fastsatt for det i dokumentasjonen.

Det følger av definisjonene at det er umulig å fjerne mangelen ved produktet, men det er mulig å fjerne mangelen ved produktet. Hvis det er den eneste, vil produktet gå til oppreist tilstand.

Defekter i et produkt kan oppstå på ulike tidspunkt i livssyklusen – under produksjon, montering, justering, drift, testing, reparasjon og ha ulike konsekvenser.

Konsekvensene skilles ut som kritiske, vesentlige og mindre mangler.

Tilstedeværelsen av kritiske defekter gjør den tiltenkte bruken av produktet umulig eller uakseptabel.

Eksempel 1. Kritisk defekt.

Som et eksempelprodukt velger vi et DC-relé for en nominell spenning på 110 V, hvis spole har wx = 10 000 omdreininger og motstanden Rx = 2200 Ohm.

Andre parametere: merkestrøm Inom = 0,05 A, driftsstrøm Israb = 0,033 A, sikkerhetsfaktor Kzsh = 1,5, merke MDS (magnetisk drivkraft) Aw = 500 A.

La det være en defekt i spolen som kortslutter 90 % av svingene og reduserer motstanden til spolen til R2 = 220 Ohm (forutsatt at alle vindinger er like lange).

Ved en spenning på 110 V vil denne motstanden tilsvare en strøm I2 = 0,5 A og MDS Aw2 = l2 * w2 = 0,5 • 1000 = 500 A.

Selv om tallene viser at verdien av MDS ikke vil endre seg og reléet vil være i stand til å tiltrekke seg ankeret, er enhver kontinuerlig drift av reléet med en slik defekt umulig, fordi etter påføring av nominell spenning til den defekte spolen, vil en spole på ledning overbelastet med strøm 10 ganger, vil den brenne nesten umiddelbart.

Vesentlige feil begrenser muligheten for å bruke produktet til det tiltenkte formålet eller reduserer dets holdbarhet (se eksempel 6).

Eksempel 2. Stor defekt

Anta at det er en defekt i reléspolen omtalt i eksempel 1 som gjør at 20 % av svingene lukkes, det vil si at 8000 omdreininger forblir aktive i den.

Forutsatt at proporsjonaliteten mellom antall omdreininger og spolemotstanden fortsatt er proporsjonal, kan motstanden til den defekte spolen bestemmes til R3 = 1760 ohm.

Denne motstanden ved 110 V vil begrense spolestrømmen til I3 = 0,062 A.

Derfor er MDS Aw3 = 0,062 • 8000 = 496 A.

Dermed, selv med denne defekten, vil MDS være tilstrekkelig til å betjene reléet, men å øke strømmen gjennom spolen med nesten 25 % vil føre til at spolen overopphetes utover det som er tillatt for isolasjonen og for tidlig svikte reléet, selv om det vil kunne jobbe en stund.

Hvis tilstedeværelsen av en defekt ikke påvirker ytelsen til produktet, kalles det mindre.

Eksempel 3. Liten defekt

I reléspolen, hvis parametere er gitt i eksempel 1, er 5% av svingene korte, hvis motstand er omtrent lik 2090 Ohm.

Denne motstanden vil begrense strømmen i spolen til en verdi på I4 = 0,053A, som tilsvarer MDS Aw4 = Um W4 = 503 A.

Gitt at relédokumentasjonen har 10 % toleranse for merkestrøm, dvs. Inom maks = 0,055 A, så kan ikke 0,003 A økningen i strøm med rimelighet tilskrives en defekt i reléet eller dets spole, siden I4 < Inom maks.

På grunn av det faktum at økningen i strømmen ikke overstiger det tillatte for dette reléet, påvirker ikke defekten som forårsaket det driften av reléet.

De betraktede eksemplene viser at ikke bare forskjellige defekter, men også samme type defekt (i vårt tilfelle, kortslutning av spolene) kan ha forskjellige konsekvenser. Bare tilstedeværelsen av en defekt i et produkt påvirker ikke alltid dets evne til å utføre sine funksjoner.

Til støtte for det ovennevnte vil vi gi et eksempel hvor en rekke elektriske lamper betraktes som et objekt. Dette ganske enkle objektet vil bli brukt i noen flere eksempler når man ser på de grunnleggende teknologiske problemene ved defektjakt.

Enkelheten til objektet vil tillate, uten å bli distrahert fra forklaringen av prinsippet om dets drift og prosessene som foregår i det, å ta hensyn til spørsmålene om å søke etter defekter.

Eksempel 4. Ulike manifestasjoner av samme defekter.

La objektet, som er en bærbar lampe (fig. 1, a), få ​​en kortslutning mellom terminalene på lampen.

Ris. 1 Ulike manifestasjoner av de samme defektene: a — i en bærbar lampe, b — i en krans av elektriske lamper

Når lysarmaturen kobles til en strømkilde vil det oppstå en kortslutning i kilden. I dette tilfellet, sett fra konsekvensene, er en kortslutning i lampen en kritisk defekt.

Et annet objekt er en krans av elektriske lamper (fig. 1, b). Den samme feilen i dette objektet kan føre til forskjellige konsekvenser avhengig av antall lamper i kransen.

Spesielt med 25-30 eller flere lamper og summen av deres merkespenninger som overstiger nettspenningen, vil en kortslutning i en av lampene ikke føre til en spenningsøkning over den tillatte spenningen for hver av de andre driftslampene og til en merkbar økning i lysstyrken på de andre lampene.

Selv eksternt, manifesterer begge defektene seg på samme måte (uten tenning av den defekte lampen), som et resultat, fører en kortslutning i en av lampene til kransen ikke til en kortslutning av strømkilden, og for hele kransen er det, i henhold til den aksepterte klassifiseringen, mindre defekt.

I tillegg til brukbare og defekte tilstander i teknisk diagnostikk, skilles det mellom fungerende og ikke-fungerende tilstander.

Et effektivt produkt anses å være i stand til å utføre sine tildelte funksjoner mens de opprettholder verdiene til de spesifiserte parameterne innenfor de forhåndsbestemte grensene.

Ellers fungerer ikke produktet.

Selv om hvert betjent produkt blir betjent samtidig, er det ikke alltid mulig å si at et tjenlig produkt er tjenlig.

Eksemplene 3, 4 viser at defekte produkter også kan utføre sine tildelte funksjoner.

Brudd på produktets brukbarhet, samtidig som det opprettholdes, oppstår som følge av skade, og i tilfelle feil - på grunn av skade.

Det følger av definisjonene ovenfor at selv om feilen til et produkt er forårsaket av tilstedeværelsen av visse defekter i det, fører forekomsten av en defekt i seg selv ikke alltid til feil (se eksempel 3, 4).

Skader som ikke er relatert til en funksjonsfeil på andre elementer kalles uavhengige og oppstod som følge av en annen, - avhengig.

Eksempel 5. Avhengig avslag.

Noen typer kontaktorer bruker seksjonerte spoler (fig. 2).

Ris. 2 Seksjonsvikling

Når kontaktoren er slått på, fungerer delen av spolen K1.2-1, kalt initial eller på. Den andre seksjonen av spolen K1.2-2 på dette tidspunktet er shuntet av åpningskontakten K1: 3 på kontaktoren. Avhengig av størrelsen på kontaktoren, når strømmen som flyter gjennom startseksjonen 8-15 A.

Etter at det bevegelige systemet til kontaktoren beveger seg til endeposisjonen, vil kontakten K1.3 åpnes og holdespolen K1.2-2 slås på, og strømmen reduseres til 0,2-0,8 A.

Anta at det er en defekt i kontaktoren som hindrer kontakt K1: 3 i å åpne.

I dette tilfellet, en tid etter påføring av spenning til spolen, vil ledningen som lukkespolen er viklet med brenne ut av overbelastning. Lederen til denne spolen er kun beregnet for kortvarig drift på en brøkdel av et sekund i perioden når kontaktoren er på. Dermed fører en defekt i kontakt K1: 3 til kontaktorfeil.

Avhengig av årsakene som forårsaket forekomsten av skade, er de delt inn i systematiske og tilfeldige.

Systematisk skade på produkter oppstår når de teknologiske prosessene for produksjon eller montering, justering eller drift, reparasjon eller testing brytes. Årsakene til slike feil kan identifiseres og korrigeres.

Forekomsten av utilsiktet skade er, selv om det er uønsket, et helt naturlig fenomen og er karakteristisk for ethvert teknisk objekt.

Sannsynligheten for slike feil bestemmes av pålitelighetsindikatorene: MTBF, sannsynlighet for problemfri drift, holdbarhet, etc.

La oss illustrere forholdet mellom noen av begrepene ovenfor.

Eksempel 6. MTBF og lang levetid

«Noen ganger svikter en ny installasjon umiddelbart eller fungerer dårlig. I slike tilfeller, ta nødvendige tiltak umiddelbart. Eller først er alt bra, så forverres ytelsen, og til slutt oppstår en feil: den elektriske installasjonen svikter for eksempel etter 3 måneder, selv om levetiden er 16 år. "...

Her er to kjennetegn på pålitelighet - MTBF (tid til første feil) og holdbarhet (levetid). I samsvar med det aksepterte konseptsystemet for reparerbare produkter, er MTBF alltid kortere enn levetiden. Således, hvis MTBF er satt for et produkt mindre enn eller lik 3 måneder, er det naturlig at det mislykkes. I samme tilfelle, når den etablerte MTBF overstiger 3 måneder, kan vi snakke om den lave reelle påliteligheten til dette produktet.

Situasjonen er annerledes med ikke-reparerbare produkter, for hvilke MTBF alltid må være mindre enn levetiden. Dermed er feil på et ikke-reparerbart produkt med en levetid på 16 år etter 3 måneders drift unormalt.

Imidlertid bør det huskes at alle pålitelighetsindikatorer karakteriserer tilfeldige verdier, og derfor kan for tidlig svikt av et enkelt produkt ikke med rimelighet vurdere påliteligheten til andre produkter av denne typen.

I eksempel 3 vurderes tilfellet hvor en mangel ved produktet ikke viser seg eksternt. Hvordan kan du finne ut om tilstedeværelsen av denne eller en annen defekt i et bestemt produkt uten å vente på sammenbrudd, ulykke eller andre uønskede konsekvenser?

Først av alt manifesteres en defekt i et produkt under justering, testing eller under en planlagt forebyggende inspeksjon basert på tegn som gjør det mulig å fastslå et brudd på dets drift eller gjennomførbarhet.

Basert på disse tegnene refererer den faktiske tilstanden til produktet til en av de fire tilstandene nevnt ovenfor (fungerende, defekt, effektiv, ikke-fungerende) eller til en grensetilstand der det er upraktisk å utføre justeringer eller reparasjonsarbeid og produktet må erstattes med et nytt.

De ovennevnte skiltene kalles vanligvis defektkriterier, og de er fastsatt i produktdokumentasjonen i form av en liste over parametere eller egenskaper med en indikasjon på de tillatte grensene for deres endring - toleranser.

Oleg Zakharov "Defektsøk i relé-kontaktorkretser"

Fortsettelse av artikkelen:

Feilsøking i relé-kontaktorkretser. Del 2