Depistarea defecțiunilor în circuitele releu-contactor. Partea 1

Electricienii de diverse profesii produc, instalează, configurează, repara și întrețin diverse echipamente electrice. În acest caz, o parte indispensabilă a muncii lor este căutarea defectelor. Necesitatea detectării și eliminării în timp util a defectelor este greu de supraestimat, deoarece cu cât echipamentul electric este mai perfect și mai eficient, cu atât mai mare este prejudiciul economic din timpul nefuncționării sau folosirea lui irațională, chiar și pentru perioade scurte de timp. Acesta este motivul pentru care capacitatea electricienilor de a detecta defectele diferitelor echipamente electrice este atât de importantă.

Schema de cuvinte este folosită pentru a desemna documentația unei instalații electrice sau a unui produs electric. În cazul în care este necesară referirea la orice document, la acel cuvânt se va adăuga un cuvânt explicativ care indică schema în cauză.

Dacă circuitul unui releu-contactor (pentru concizie, în viitor un produs sau un obiect) îndeplinește toate cerințele stabilite în documentație, atunci se obișnuiește să se spună că este în stare bună... Când nu există astfel de corespondență, apoi vorbesc despre produse defecte sau pentru ea defecțiuni.

Trecerea produsului de la o stare de funcționare la una defectuoasă are loc din cauza defectelor. Cuvânt defect utilizat pentru a indica orice neconformitate individuală a produsului cu cerințele stabilite pentru acesta în documentație.

Din definiții rezultă că este imposibil să eliminați defectul produsului, dar este posibil să eliminați defectul produsului. Dacă este singurul, atunci produsul va trece la starea verticală.

Defectele unui produs pot apărea în momente diferite ale ciclului său de viață - în timpul producției, asamblarii, reglajului, funcționării, testării, reparațiilor și au consecințe diferite.

Consecințele se disting ca defecte critice, semnificative și minore.

Prezența defectelor critice face ca utilizarea prevăzută a produsului să fie imposibilă sau inacceptabilă.

Exemplul 1. Defect critic.

Ca exemplu de produs, alegem un releu DC pentru o tensiune nominală de 110 V, a cărui bobină are wx = 10.000 de spire și rezistența sa Rx = 2200 Ohm.

Alți parametri: curent nominal Inom = 0,05 A, curent de funcționare Israb = 0,033 A, factor de siguranță Kzsh = 1,5, MDS nominal (forță motrice magnetică) Aw = 500 A.

Să existe un defect în bobină care scurtcircuitează 90% din spire și reduce rezistența bobinei la R2 = 220 Ohm (presupunând că toate spirele au aceeași lungime).

La o tensiune de 110 V, această rezistență va corespunde unui curent I2 = 0,5 A și MDS Aw2 = l2 * w2 = 0,5 • 1000 = 500 A.

Deși cifrele arată că valoarea MDS nu se va schimba și releul își va putea atrage armătura, orice funcționare continuă a releului cu un astfel de defect este imposibilă, deoarece după aplicarea tensiunii nominale la bobina defectă, o bobină de fir supraîncărcat cu curent de 10 ori, va arde aproape instantaneu.

Defecte semnificative limitează posibilitatea utilizării produsului în scopul propus sau reduc durabilitatea acestuia (vezi exemplul 6).

Exemplul 2. Defect mare

Să presupunem că există un defect în bobina releului discutată în exemplul 1 care face ca 20% din spire să se închidă, adică 8000 de spire rămân active în ea.

Presupunând că proporționalitatea dintre numărul de spire și rezistența bobinei este încă proporțională, rezistența bobinei defecte poate fi determinată a fi R3 = 1760 ohmi.

Această rezistență la 110 V va limita curentul bobinei la I3 = 0,062 A.

Prin urmare, MDS Aw3 = 0,062 • 8000 = 496 A.

Astfel, chiar și cu acest defect, MDS-ul va fi suficient pentru a acționa releul, dar creșterea curentului prin bobină cu aproape 25% va cauza supraîncălzirea bobinei dincolo de ceea ce este permis pentru izolarea sa și defectarea prematură a releului, deși va să poată lucra o perioadă.

Dacă prezența unui defect nu afectează performanța produsului, atunci acesta se numește minor.

Exemplul 3. Mic defect

În bobina releului, ai cărui parametri sunt dați în exemplul 1, 5% din spire sunt scurte, a cărei rezistență este aproximativ egală cu 2090 Ohm.

Această rezistență va limita curentul din bobină la o valoare de I4 = 0,053 A, care corespunde MDS Aw4 = Um W4 = 503 A.

Având în vedere că documentația releului are o toleranță de 10% pentru curentul nominal, adică. Inom max = 0,055 A, atunci creșterea de 0,003 A a curentului nu poate fi atribuită în mod rezonabil unui defect al releului sau al bobinei acestuia, deoarece I4 < Inom max.

Datorită faptului că creșterea curentului nu depășește valoarea admisibilă pentru acest releu, defectul care a provocat-o nu afectează funcționarea releului.

Exemplele luate în considerare arată că nu numai defecte diferite, ci și același tip de defect (în cazul nostru, un scurtcircuit al spirelor bobinelor) pot avea consecințe diferite. Simpla prezență a unui defect într-un produs nu afectează întotdeauna capacitatea acestuia de a-și îndeplini funcțiile.

În sprijinul celor de mai sus, vom da un exemplu în care un șir de lămpi electrice este considerat obiect. Acest obiect destul de simplu va fi folosit în alte câteva exemple atunci când se analizează problemele tehnologice de bază ale vânării defectelor.

Simplitatea obiectului va permite, fără a fi distras de la explicarea principiului funcționării acestuia și a proceselor care au loc în el, să se acorde atenție doar întrebărilor de căutare a defectelor.

Exemplul 4. Manifestări diferite ale acelorași defecte.

Fie ca obiectul, care este o lampă portabilă (Fig. 1, a), să aibă un scurtcircuit între bornele lămpii.

Orez. 1 Manifestare diferită a acelorași defecte: a — într-o lampă portabilă, b — într-o ghirlandă de lămpi electrice

Când corpul de iluminat este conectat la o sursă de alimentare, va avea loc un scurtcircuit în sursă. În acest caz, din punct de vedere al consecințelor, un scurtcircuit în lampă este un defect critic.

Un alt obiect este o ghirlandă de lămpi electrice (Fig. 1, b). Același defect la acest obiect poate duce la consecințe diferite în funcție de numărul de lămpi din ghirlandă.

În special, cu 25-30 sau mai multe lămpi și suma tensiunilor lor nominale care depășește tensiunea de rețea, un scurtcircuit într-una dintre lămpi nu va duce la o creștere a tensiunii peste tensiunea admisă pentru fiecare dintre celelalte lămpi de funcționare și la o creștere vizibilă a luminozității celorlalte lămpi.

Deși în exterior, ambele defecte se manifestă în același mod (fără aprinderea lămpii defecte), ca urmare, un scurtcircuit într-una dintre lămpile ghirlandei nu duce la un scurtcircuit al sursei de alimentare, iar pentru ghirlanda intreaga este, conform clasificarii acceptate, defect minor.

Pe lângă stările de funcționare și defecte în diagnosticarea tehnică, se face o distincție între stările de lucru și cele nefuncționale.

Un produs eficient este considerat capabil să-și îndeplinească funcțiile atribuite, menținând în același timp valorile parametrilor specificați în limitele predeterminate.

În caz contrar, produsul nu funcționează.

Deși fiecare produs deservit este întreținut simultan, nu este întotdeauna posibil să spunem că un produs deservit este reparabil.

Exemplele 3, 4 arată că produsele defecte își pot îndeplini și funcțiile atribuite.

Încălcarea capacității de funcționare a produsului, menținând funcționarea acestuia, are loc ca urmare a deteriorării, iar în cazul unei defecțiuni - din cauza deteriorării.

Din definițiile de mai sus rezultă că, deși defecțiunea unui produs este cauzată de prezența anumitor defecte în acesta, apariția unui defect în sine nu duce întotdeauna la defecțiune (a se vedea exemplele 3, 4).

Daunele care nu sunt legate de o defecțiune a altor elemente se numesc independente și au apărut ca urmare a altuia, - dependente.

Exemplul 5. Refuzul dependent.

Unele tipuri de contactoare folosesc bobine secționate (Fig. 2).

Orez. 2 Înfășurare secțională

Când contactorul este pornit, funcționează secțiunea bobinei K1.2-1, numită inițială sau pornită. A doua secțiune a bobinei K1.2-2 în acest moment este șuntată de contactul de deschidere K1: 3 al contactorului. În funcție de dimensiunea contactorului, curentul care circulă prin secțiunea de pornire ajunge la 8-15 A.

După ce sistemul de mișcare al contactorului se deplasează în poziția finală, contactul K1.3 se va deschide și bobina de reținere K1.2-2 se va porni, iar curentul va scădea la 0,2-0,8 A.

Să presupunem că există un defect la contactor care împiedică deschiderea contactului K1: 3.

În acest caz, la ceva timp după aplicarea tensiunii bobinei, firul cu care este înfășurată bobina de închidere se va arde din cauza suprasarcinii. Conductorul acestei bobine este destinat numai pentru funcționare pe termen scurt, în fracțiuni de secundă în perioada în care contactorul este pornit. Astfel, un defect la contactul K1: 3 duce la defectarea contactorului.

În funcție de motivele care au cauzat apariția daunelor, acestea sunt împărțite în sistematice și aleatorii.

Deteriorarea sistematică a produselor are loc atunci când procesele tehnologice de producție sau asamblare, reglare sau exploatare, reparare sau testare a acestora sunt încălcate. Cauzele unor astfel de defecțiuni pot fi identificate și corectate.

Apariția deteriorării accidentale este, deși nedorită, un fenomen complet natural și este caracteristic oricărui obiect tehnic.

Probabilitatea unor astfel de defecțiuni este determinată de indicatorii săi de fiabilitate: MTBF, probabilitatea de funcționare fără probleme, durabilitate etc.

Să ilustrăm relația dintre unele dintre conceptele de mai sus.

Exemplul 6. MTBF și longevitate

„Uneori, o nouă instalare eșuează imediat sau funcționează prost. În astfel de cazuri, luați imediat măsurile necesare. Sau la început totul este în regulă, apoi performanța se înrăutățește, iar în cele din urmă apare o defecțiune: instalația electrică se defectează, de exemplu, după 3 luni, deși durata de viață a acesteia este de 16 ani. „...

Iată două caracteristici ale fiabilității - MTBF (timpul până la prima defecțiune) și durabilitatea (durata de viață). În conformitate cu sistemul acceptat de concepte pentru produsele reparabile, MTBF este întotdeauna mai mică decât durata lor de viață. Astfel, dacă MTBF este setat pentru un produs mai mic sau egal cu 3 luni, atunci eșecul acestuia este firesc. În același caz, când MTBF stabilit depășește 3 luni, putem vorbi despre fiabilitatea reală scăzută a acestui produs.

Situația este diferită cu produsele nereparabile, pentru care MTBF trebuie să fie întotdeauna nu mai mic decât durata lor de viață. Astfel, defecțiunea unui produs nereparabil cu o durată de viață de 16 ani după 3 luni de funcționare este anormală.

Cu toate acestea, trebuie amintit că toți indicatorii de fiabilitate caracterizează valori aleatorii și, prin urmare, eșecul prematur al unui singur produs nu poate evalua în mod rezonabil fiabilitatea altor produse de acest tip.

În exemplul 3, se ia în considerare cazul în care un defect al produsului nu se manifestă extern. Cum puteți afla despre prezența acestui sau a altui defect într-un anumit produs fără a aștepta o defecțiune, un accident sau alte consecințe nedorite?

În primul rând, un defect al unui produs se manifestă în timpul ajustării, testării sau în timpul unei inspecții preventive planificate pe baza unor semne care permit stabilirea faptului de încălcare a funcționalității sau a funcționabilității acestuia.

Pe baza acestor caractere, starea reală a produsului se referă la una dintre cele patru stări menționate mai sus (funcțional, defect, efectiv, nefuncțional) sau la o stare limită în care nu este practic să se efectueze orice ajustări sau lucrări de reparație și produsul trebuie înlocuit cu unul nou.

Semnele menționate mai sus se numesc de obicei criterii de defect și sunt stabilite în documentația produsului sub forma unei liste de parametri sau caracteristici cu o indicație a limitelor admisibile ale modificării lor - toleranțe.

Oleg Zakharov „Căutarea defectelor în circuitele releu-contactor”

Continuarea articolului:

Depistarea defecțiunilor în circuitele releu-contactor. Partea 2