Penemuan kesalahan di sirkuit relai-kontaktor. Bagian 1

Listrik dari berbagai profesi membuat, memasang, mengkonfigurasi, memperbaiki, dan memelihara berbagai peralatan listrik. Dalam hal ini, bagian tak terpisahkan dari pekerjaan mereka adalah mencari cacat. Kebutuhan akan pendeteksian dan penghapusan cacat yang tepat waktu sulit ditaksir terlalu tinggi, karena semakin sempurna dan efisien peralatan listrik, semakin besar kerugian ekonomi akibat waktu henti atau penggunaan yang tidak rasional, bahkan untuk jangka waktu yang singkat. Inilah mengapa kemampuan teknisi listrik untuk mendeteksi kerusakan pada berbagai peralatan listrik menjadi sangat penting.

Skema kata digunakan untuk menunjukkan dokumentasi instalasi listrik atau produk listrik. Jika perlu merujuk ke dokumen apa pun, kata penjelas yang menunjukkan skema yang dimaksud akan ditambahkan ke kata itu.

Jika rangkaian kontaktor-relai (untuk singkatnya, di masa depan produk atau objek) memenuhi semua persyaratan yang ditetapkan dalam dokumentasi, maka biasanya dikatakan dalam kondisi baik... Ketika tidak ada korespondensi, kemudian mereka berbicara tentang produk yang cacat atau malfungsi untuk itu.

Transisi produk dari kondisi kerja ke kondisi cacat terjadi karena cacat. Cacat kata digunakan untuk menunjukkan setiap ketidakpatuhan individu produk dengan persyaratan yang ditetapkan untuknya dalam dokumentasi.

Ini mengikuti dari definisi bahwa tidak mungkin untuk menghilangkan cacat pada produk, tetapi mungkin untuk menghilangkan cacat pada produk. Jika itu satu-satunya, maka produk akan menjadi tegak lurus.

Cacat pada suatu produk dapat terjadi pada waktu yang berbeda dalam siklus hidupnya — selama produksi, perakitan, penyesuaian, pengoperasian, pengujian, perbaikan, dan memiliki konsekuensi yang berbeda.

Konsekuensi dibedakan sebagai cacat kritis, signifikan dan kecil.

Kehadiran cacat kritis membuat tujuan penggunaan produk menjadi tidak mungkin atau tidak dapat diterima.

Contoh 1. Cacat kritis.

Sebagai contoh produk, kami memilih relai DC untuk tegangan nominal 110 V, yang koilnya memiliki wx = 10.000 putaran dan hambatannya Rx = 2200 Ohm.

Parameter lain: arus pengenal Inom = 0,05 A, arus operasi Israb = 0,033 A, faktor keamanan Kzsh = 1,5, pengenal MDS (gaya penggerak magnet) Aw = 500 A.

Biarkan ada cacat pada koil yang menyebabkan 90% arus pendek dan mengurangi resistansi koil menjadi R2 = 220 Ohm (dengan asumsi bahwa semua belokan memiliki panjang yang sama).

Pada tegangan 110 V, resistansi ini akan sesuai dengan arus I2 = 0,5 A dan MDS Aw2 = l2 * w2 = 0,5 • 1000 = 500 A.

Meskipun angka-angka menunjukkan bahwa nilai MDS tidak akan berubah dan relai akan dapat menarik angkernya, operasi relai yang berkelanjutan dengan cacat seperti itu tidak mungkin dilakukan, karena setelah menerapkan tegangan pengenal ke koil yang rusak, sebuah koil kawat kelebihan beban dengan arus 10 kali, itu akan terbakar hampir seketika.

Cacat yang signifikan membatasi kemungkinan penggunaan produk untuk tujuan yang dimaksudkan atau mengurangi daya tahannya (lihat contoh 6).

Contoh 2. Cacat besar

Misalkan ada cacat pada koil relai yang dibahas pada Contoh 1 yang menyebabkan 20% lilitan tertutup, yaitu 8000 lilitan tetap aktif di dalamnya.

Dengan asumsi bahwa proporsionalitas antara jumlah belitan dan resistansi koil masih proporsional, resistansi koil yang rusak dapat ditentukan menjadi R3 = 1760 ohm.

Resistansi pada 110 V ini akan membatasi arus koil ke I3 = 0,062 A.

Oleh karena itu, MDS Aw3 = 0,062 • 8000 = 496 A.

Jadi, bahkan dengan cacat ini, MDS akan cukup untuk mengoperasikan relai, tetapi meningkatkan arus melalui koil hampir 25% akan menyebabkan koil menjadi terlalu panas melebihi apa yang diizinkan untuk insulasi dan kegagalan relai sebelum waktunya , meskipun akan dapat bekerja untuk sementara waktu.

Jika adanya cacat tidak mempengaruhi kinerja produk, maka disebut minor.

Contoh 3. Cacat kecil

Dalam koil relai, parameter yang diberikan pada contoh 1, 5% belokan pendek, resistansinya kira-kira sama dengan 2090 Ohm.

Resistansi ini akan membatasi arus dalam kumparan ke nilai I4 = 0,053A, yang sesuai dengan MDS Aw4 = Um W4 = 503 A.

Mengingat bahwa dokumentasi relai memiliki toleransi 10% untuk arus pengenal, yaitu. Inom max = 0,055 A, maka kenaikan arus sebesar 0,003 A tidak dapat dikaitkan dengan cacat pada relai atau koilnya, karena I4 < Inom max.

Karena peningkatan arus tidak melebihi yang diizinkan untuk relai ini, kerusakan yang disebabkannya tidak mempengaruhi pengoperasian relai.

Contoh-contoh yang dipertimbangkan menunjukkan bahwa tidak hanya cacat yang berbeda, tetapi juga jenis cacat yang sama (dalam kasus kami, korsleting kumparan) dapat memiliki konsekuensi yang berbeda. Kehadiran cacat pada suatu produk tidak selalu mempengaruhi kemampuannya untuk menjalankan fungsinya.

Untuk mendukung hal di atas kami akan memberikan contoh di mana rangkaian lampu listrik dianggap sebagai objek. Objek yang cukup sederhana ini akan digunakan dalam beberapa contoh lagi saat melihat masalah teknologi dasar dari perburuan cacat.

Kesederhanaan objek akan memungkinkan, tanpa terganggu oleh penjelasan prinsip operasinya dan proses yang terjadi di dalamnya, untuk memperhatikan hanya pada pertanyaan mencari cacat.

Contoh 4. Manifestasi berbeda dari cacat yang sama.

Biarkan objek, yang merupakan lampu portabel (Gbr. 1, a), mengalami hubungan pendek antara terminal lampu.

Beras. 1 Manifestasi berbeda dari cacat yang sama: a — di lampu portabel, b — di karangan bunga lampu listrik

Saat lampu dihubungkan ke sumber listrik, akan terjadi korsleting pada sumbernya. Dalam hal ini, dari sudut pandang konsekuensinya, korsleting pada lampu merupakan cacat kritis.

Objek lainnya adalah rangkaian lampu listrik (Gbr. 1, b). Cacat yang sama pada objek ini dapat menyebabkan konsekuensi yang berbeda tergantung pada jumlah lampu di karangan bunga.

Secara khusus, dengan 25-30 lampu atau lebih dan jumlah tegangan pengenalnya melebihi tegangan listrik, korsleting di salah satu lampu tidak akan menyebabkan peningkatan tegangan di atas tegangan yang diizinkan untuk masing-masing lampu yang beroperasi dan ke peningkatan kecerahan yang nyata pada lampu lainnya.

Meskipun secara eksternal, kedua cacat tersebut memanifestasikan dirinya dengan cara yang sama (tanpa menyalakan lampu yang rusak), akibatnya, korsleting di salah satu lampu karangan bunga tidak menyebabkan korsleting sumber listrik, dan untuk seluruh karangan bunga itu, menurut klasifikasi yang diterima, cacat kecil.

Selain status yang dapat diservis dan cacat dalam diagnostik teknis, perbedaan dibuat antara status yang berfungsi dan tidak berfungsi.

Produk yang efektif dianggap mampu menjalankan fungsi yang ditugaskan sambil mempertahankan nilai parameter yang ditentukan dalam batas yang telah ditentukan.

Jika tidak, produk tidak berfungsi.

Meskipun setiap produk yang diservis diservis secara bersamaan, tidak selalu mungkin untuk mengatakan bahwa produk yang dapat diservis dapat diservis.

Contoh 3, 4 menunjukkan bahwa produk cacat juga dapat menjalankan fungsi yang ditugaskan.

Pelanggaran kemudahan servis produk sambil mempertahankan pengoperasiannya terjadi sebagai akibat dari kerusakan, dan dalam kasus kegagalan fungsi - karena kerusakan.

Mengikuti definisi di atas bahwa meskipun kegagalan suatu produk disebabkan oleh adanya cacat tertentu di dalamnya, terjadinya cacat itu sendiri tidak selalu menyebabkan kegagalan (lihat contoh 3, 4).

Kerusakan yang tidak terkait dengan kerusakan elemen lain disebut independen dan terjadi sebagai akibat dari yang lain, - dependen.

Contoh 5. Penolakan yang bergantung.

Beberapa jenis kontaktor menggunakan gulungan yang dipotong (Gbr. 2).

Beras. 2 Belitan bagian

Saat kontaktor dihidupkan, bagian koil K1.2-1, yang disebut awal atau aktif, beroperasi. Bagian kedua dari koil K1.2-2 saat ini dihalangi oleh kontak pembuka K1: 3 dari kontaktor. Bergantung pada ukuran kontaktor, arus yang mengalir melalui bagian awal mencapai 8-15 A.

Setelah sistem penggerak kontaktor bergerak ke posisi ujung, kontak K1.3 akan terbuka dan koil penahan K1.2-2 akan menyala, dan arus akan berkurang menjadi 0,2-0,8 A.

Misalkan ada cacat pada kontaktor yang mencegah kontak K1: 3 terbuka.

Dalam hal ini, beberapa saat setelah tegangan diberikan ke koil, kawat yang digunakan untuk menutup koil akan terbakar karena kelebihan beban. Konduktor kumparan ini hanya ditujukan untuk operasi jangka pendek, sepersekian detik selama periode ketika kontaktor aktif. Dengan demikian, cacat pada kontak K1: 3 menyebabkan kegagalan kontaktor.

Bergantung pada alasan yang menyebabkan kerusakan, mereka dibagi menjadi sistematis dan acak.

Kerusakan sistematis pada produk terjadi ketika proses teknologi produksi atau perakitan, penyesuaian atau pengoperasian, perbaikan atau pengujiannya dilanggar. Penyebab kegagalan tersebut dapat diidentifikasi dan diperbaiki.

Terjadinya kerusakan yang tidak disengaja, meskipun tidak diinginkan, merupakan fenomena yang sepenuhnya alami dan merupakan karakteristik dari objek teknis apa pun.

Probabilitas kegagalan tersebut ditentukan oleh indikator keandalannya: MTBF, kemungkinan operasi bebas masalah, daya tahan, dll.

Mari kita gambarkan hubungan dari beberapa konsep di atas.

Contoh 6. MTBF dan Umur Panjang

«Terkadang instalasi baru langsung gagal atau bekerja dengan buruk. Dalam kasus seperti itu, segera lakukan tindakan yang diperlukan. Atau pada awalnya semuanya baik-baik saja, kemudian kinerjanya memburuk, dan akhirnya terjadi kegagalan: instalasi listrik gagal, misalnya setelah 3 bulan, padahal masa pakainya 16 tahun. "...

Berikut adalah dua karakteristik keandalan — MTBF (waktu kegagalan pertama) dan daya tahan (masa pakai). Sesuai dengan sistem konsep yang diterima untuk produk yang dapat diperbaiki, MTBF selalu kurang dari masa pakainya. Jadi, jika MTBF ditetapkan untuk produk kurang dari atau sama dengan 3 bulan, maka kegagalannya wajar. Dalam kasus yang sama, ketika MTBF yang ditetapkan melebihi 3 bulan, kita dapat berbicara tentang keandalan produk ini yang rendah.

Situasinya berbeda dengan produk yang tidak dapat diperbaiki, di mana MTBF harus selalu tidak kurang dari masa pakainya. Jadi, kegagalan produk yang tidak dapat diperbaiki dengan masa pakai 16 tahun setelah 3 bulan pengoperasian adalah tidak normal.

Namun, harus diingat bahwa semua indikator keandalan mencirikan nilai acak, dan oleh karena itu kegagalan prematur dari satu produk tidak dapat menilai keandalan produk lain dari jenis ini secara wajar.

Dalam contoh 3, kasus di mana cacat produk tidak terlihat secara eksternal dipertimbangkan. Bagaimana Anda bisa mengetahui adanya cacat ini atau cacat lain pada produk tertentu tanpa menunggu kerusakan, kecelakaan, atau konsekuensi lain yang tidak diinginkan?

Pertama-tama, cacat pada suatu produk dimanifestasikan selama penyesuaian, pengujian, atau selama pemeriksaan pencegahan terencana berdasarkan tanda-tanda yang memungkinkan untuk menetapkan fakta pelanggaran terhadap operasional atau kemampuan kerjanya.

Berdasarkan karakter ini, keadaan aktual produk mengacu pada salah satu dari empat keadaan yang disebutkan di atas (berfungsi, cacat, efektif, tidak berfungsi) atau ke keadaan batas di mana tidak praktis untuk melakukan penyesuaian atau pekerjaan perbaikan dan produk harus diganti dengan yang baru.

Tanda-tanda yang disebutkan di atas biasanya disebut kriteria cacat dan ditetapkan dalam dokumentasi produk dalam bentuk daftar parameter atau karakteristik dengan indikasi batas toleransi perubahan yang diizinkan.

Oleg Zakharov "Pencarian cacat di sirkuit kontaktor relai"

Kelanjutan artikel:

Penemuan kesalahan di sirkuit relai-kontaktor. Bagian 2