Электрики различных профессий изготовляют, монтируют, настраивают, чинят и обслуживают различное электрическое оборудование. При всем этом обязательной частью их работы является поиск изъянов. Необходимость своевременного обнаружения и устранения изъянов тяжело переоценить, потому что чем совершеннее и производительнее электрическое оборудование, тем значительнее экономический вред от его простоя либо нерационального использования даже в недлинные промежутки времени. Вот почему так принципиально умение электриков отыскивать недостатки в различном электрическом оборудовании.

Слово схема употребляется для обозначения документации электроустановки либо электротехнического изделия. В этом случае, когда нужно обратиться к какому-либо документу, к этому слову будет добавляться поясняющее слово, указывающее рассматриваемую схему.

Если релейно-контакторная схема (ради сокращенности в предстоящем изделие либо объект) соответствует всем установленным в документации требованиям, то принято гласить, что она находится в исправном состоянии. Когда такового соответствия нет, то молвят о неисправном состоянии изделия либо о его неисправности.

Переход изделия из исправного состояния в неисправное происходит вследствие изъянов. Слово недостаток употребляется для обозначения каждого отдельного несоответствия изделия установленным к нему в документации требованиям.

Из определений следует, что убрать неисправность изделия нельзя, но можно убрать недостаток в изделии. Если он единственный, то потом изделие перейдет в исправное состояние.

Недостатки в изделии могут появляться в различные моменты его актуального цикла — при изготовлении, монтаже, настройке, эксплуатации, испытаниях, ремонте, и иметь разные последствия.

По последствиям различают критичные, значимые и незначительные недостатки.

Наличие критичных изъянов делает внедрение изделия по прямому предназначению неосуществимым либо недопустимым.

Пример 1. Критичный недостаток.

В качестве примера изделия избираем реле неизменного тока на номинальное напряжение 110 В, катушка которого имеет wx = 10 000 витков, а её сопротивление Rx = 2200 Ом.

Другие характеристики: номинальный ток Iном = 0,05 А, ток срабатывания Iсраб = 0,033 А, коэффициент припаса Кзш = 1,5, номинальная МДС (магнитно-движущая сила) Aw = 500 А.

Пусть в катушке существует недостаток, приведший к закорачиванию 90% витков и уменьшению сопротивления катушки до R2=220 Ом (если условно положить, что все витки имеют схожую длину).

При напряжении 110 В этому сопротивлению будет соответствовать ток I2 = 0,5 А и МДС Aw2=l2*w2=0,5 • 1000= 500 А.

Хотя числа демонстрируют, что значение МДС не поменяется и реле сумеет притянуть собственный якорь, но сколько-либо долгая работа реле с таким недостатком невозможна, потому что после подведения к дефектной катушке номинального напряжения обмоточный провод, перегруженный током в10 раз, перегорит фактически одномоментно.

Значимые недостатки ограничивают возможность использования изделия по прямому предназначению либо уменьшают его долговечность (см. пример 6).

Пример 2. Значимый недостаток

Пусть в катушке реле, рассмотренного в примере 1, существует недостаток, приведший к замыканию 20% витков, другими словами в ней осталось действующими 8000 витков.

Предполагая как и раньше пропорциональность меж количеством витков и сопротивлением обмотки, можно найти, что сопротивление дефектной обмотки R3 =1760 Ом.

Это сопротивление при напряжении 110 В ограничит ток в катушке значением I3 = 0,062 А.

Как следует, МДС Aw3= 0,062 • 8000 = 496 А.

Таким макаром, и при данном недостатке МДС будет достаточной для срабатывания реле, но повышение тока через обмотку фактически на 25 % приведет к перегреву катушки сверх допустимого для её изоляции и досрочному отказу реле, хотя оно и сумеет проработать некое время.

Если наличие недостатка не оказывает воздействия на работу изделия, то его именуют незначительным.

Пример 3. Незначительный недостаток

В катушке реле, характеристики которого приведены в примере 1, закорочено 5 % витков сопротивление которых приблизительно равно 2090 Ом.

Это сопротивление ограничит ток в катушке до значения I4=0,053А, что соответствует МДС Aw4 = Um W4 = 503 А.

Если учитывать, что в документации реле установлен 10 %-ный допуск на номинальный ток, т.е. Iном max = 0,055 А, то повышение тока на 0,003 А нельзя обоснованно отнести к недостатку реле либо его катушки, потому что I4 < Iном max.

В связи с тем, что повышение тока не превосходит допускаемого для данного реле, то недостаток, вызвавший его, не оказывает влияние на работу реле.

Рассмотренные примеры демонстрируют, что не только лишь различные недостатки, но один и тот же вид недостатка (в нашем случае — куцее замыкание витков катушки) могут иметь неодинаковые последствия. Само же наличие недостатка в изделии далековато не всегда оказывает влияние на его способность делать свои функции.

В доказательство произнесенного приведем пример, где в качестве объекта рассмотрена гирлянда электронных ламп. Этот довольно обычный объект будет применен еще в нескольких примерах, при рассмотрении главных технологических вопросов поиска изъянов.

Простота объекта позволит, не отвлекаясь на пояснения принципа его деяния и происходящих в нем процессов, направить внимание лишь на вопросы поиска изъянов.

Пример 4. Различное проявление схожих изъянов.

Пусть в объекте, представляющем из себя переносной осветительный прибор (рис. 1, а), вышло куцее замыкание меж выводами лампы.

Рис. 1 Различное проявление схожих изъянов: а — в переносном осветительном приборе, б — в гирлянде электронных ламп

При подключении осветительного прибора к источнику питания произойдет куцее замыкание в источнике. В этом случае по своим последствиям куцее замыкание в лампе является критичным недостатком.

Другой объект — гирлянда электронных ламп (рис. 1, б). Вточности такой же недостаток в этом объекте может привести к разным последствиям зависимо от числа ламп в гирлянде.

А именно, при 25-30 либо более лампах и сумме их номинальных напряжений, превосходящей напряжение сети, куцее замыкание в одной из ламп не приведет к повышению напряжения сверх допустимого на каждую из оставшихся исправными ламп и к приметному возрастанию яркости свечения других ламп.

Хотя снаружи оба недостатка проявляют себя идиентично (отсутствие свечения неисправной лампы), по своим последствиям куцее замыкание в одной из ламп гирлянды не приводит к недлинному замыканию источника электроэнергии и для всей гирлянды является по принятой систематизации малозначительнымдефектом.

Не считая исправного и неисправного состояний в технической диагностике различают работоспособное и неработоспособноесостояния.

Работоспособным считается изделие, способное делать возложенные на него функции, сохраняя значения данных характеристик в заблаговременно установленных границах.

В неприятном случае изделие неработоспособно.

Хотя хоть какое исправное изделие является сразу и работоспособным, но о работоспособном изделии не всегда можно сказать, что оно исправно.

В примерах 3, 4 показано, что и неисправные изделия могут делать возложенные на их функции.

Нарушение исправного состояния изделия при сохранении его работоспособности происходит в итоге повреждения, а при нарушении работоспособности — из-за отказа.

Из приведенных определений следует, что хотя отказ изделия и вызывается наличием в нем тех либо других изъянов, но само по себе возникновение недостатка не всегда приводит к отказу (см. примеры 3, 4).

Отказы, не связанные с неисправностью других частей, именуют независящими, а возникающие, как следствие другого, — зависимыми.

Пример 5. Зависимый отказ.

В неких типах контакторов употребляют секционированные катушки (рис. 2).

Рис. 2 Секционированная катушка

При включении контактора работает секция катушки К1.2-1, именуемая пусковой, либо включающей. 2-ая же секция катушки К1.2-2 в это время зашунтирована размыкающим контактом К1:3 контактора. Зависимо от габарита контактора ток, протекающий через пусковую секцию, добивается 8 — 15 А.

После того, как подвижная система контактора переместится в конечное положение, контакт K1.3 разомкнётся и в работу включится удерживающая катушка К1.2-2, а ток уменьшится до 0,2-0,8 А.

Представим, что в контакторе существует недостаток, препятствующий размыканию контакта К1:3.

В данном случае через некое время после подачи напряжения на катушку от перегрузки перегорит провод, которым намотана включающая катушка. Провод этой катушки рассчитан лишь на краткосрочную, в течение толикой секунды, работу в период включения контактора. Таким макаром, недостаток контакта К1:3 приводит к отказу контактора.

Зависимо от обстоятельств, вызвавших возникновение отказов, они разделяются на периодические и случайные.

Периодические отказы изделий появляются при нарушении технологических процессов их производства либо монтажа, опции либо эксплуатации, ремонта либо испытаний. Предпосылки таких отказов могут быть выявлены и устранены.

Появление случайных отказов представляют собой, хотя и ненужное, но полностью естественное явление и типично для хоть какого технического объекта.

Возможность таких отказов определяется показателями его надежности: наработкой на отказ, вероятностью неотказной работы, долговечностью и др.

Проиллюстрируем связь неких из перечисленных понятий.

Пример 6. Наработка на отказ и долговечность

«Время от времени новенькая установка сходу отказывает либо работает плохо. В таких случаях немедля принимают нужные меры. Либо поначалу все отлично, потом работа усугубляется и, в конце концов, наступает отказ: электроустановка выходит из строя, к примеру через 3 месяца, хотя срок ее службы 16 лет».

Тут приведены две свойства надежности — наработка на отказ (длительность работы до первого отказа) и долговечность (срок службы). В согласовании с принятой системой понятий для ремонтопригодных изделий наработка на отказ всегда меньше срока их службы. Таким макаром, если для данного изделия установлена наработка на отказ наименьшая либо равная 3 месяцам, то его отказ закономерен. В том же случае, когда установленная наработка на отказ превосходит 3 месяца, можно гласить о низкой фактической надежности данного изделия.

По-иному обстоит дело с неремонтнопригодными изделиями, для которых наработка на отказ всегда должна быть не меньше срока их службы. Таким макаром, отказ неремонтнопригодного изделия со сроком службы 16 лет через 3 месяца работы явление ненормальное.

Но следует держать в голове, что все характеристики надежности охарактеризовывают случайные величины и потому по досрочному отказу 1-го единственного изделия нельзя обоснованно судить о надежности других изделий данного типа.

В примере 3 подвергся рассмотрению случай, когда недостаток в изделии снаружи себя не показал. Каким же образом можно выяснить о существовании этого либо хоть какого другого недостатка в том либо ином изделии, не дожидаясь появления отказа, аварии либо других ненужных последствий?

Сначала, недостаток в изделии проявляется во время его опции, испытаний либо при плановой профилактической проверке по признакам, позволяющим установить факт нарушения его исправности либо работоспособности.

На основании этих признаков фактическое состояние изделия относят к одному из 4 названых выше состояний (исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное) либо же к предельному состоянию, когда выполнение каких-то настроечных либо ремонтных работ нецелесообразно и изделие должно быть заменено новым.

Упомянутые выше признаки принято именовать аспектами недостатка, а задаются они в документации изделия в виде списка характеристик либо черт с указанием допустимых пределов их конфигурации -допусков.

Олег Захаров «Поиск изъянов в релейно-контакторных схемах»

Продолжение статьи:

Поиск изъянов в релейно-контакторных схемах. Часть 2