Bežné typy porúch relé a ich príčiny

Relé sú kľúčovými akčnými členmi v priemyselnom riadení, energetických systémoch a automatizačných zariadeniach; ich spoľahlivosť priamo ovplyvňuje stabilitu systému. Poruchy relé zvyčajne nie sú spôsobené jedným faktorom, ale skôr kombinovanými účinkami viacerých faktorov vrátane kontaktov, elektromagnetických systémov, cievok, štruktúry magnetického obvodu a mechanických komponentov. Nasledujúci text systematicky načrtáva najbežnejšie typy porúch relé a ich príčiny v praktických aplikáciách z inžinierskeho hľadiska.

 

 

Kontakty sú najpriamejšie komponenty v relé, ktoré sú zodpovedné za zapínanie a vypínanie. Ich prevádzkový stav úzko súvisí s materiálmi, pokovovaním, konštrukčným návrhom a nosnými charakteristikami. Pri dlhodobej-prevádzke alebo abnormálnych podmienkach sú kontakty náchylné na rôzne režimy zlyhania.

 

Počas mechanického zapojenia môže zváranie alebo zváranie za studena medzi kontaktmi zabrániť ich oddeleniu, čo vedie k nepretržitému vedeniu obvodu. Tento typ problému je bežný najmä v prípade scenárov vysokého-prúdu alebo impulzívneho zaťaženia. Ak sa prechodový odpor v priebehu času zvýši alebo sa stane nestabilným, môže to spôsobiť útlm signálu, prehriatie a dokonca aj poruchy, ktoré ovplyvňujú celkovú spoľahlivosť systému.

 

Keď je relé nesprávne zvolené, jeho menovitá kapacita kontaktu je nižšia ako skutočná požiadavka na zaťaženie alebo sú charakteristiky záťaže silne induktívne alebo kapacitné, kontakty sa nemusia správne otvoriť alebo zatvoriť. Okrem toho v podmienkach nadmerne vysokého napätia môžu nedostatočné kontaktné medzery vyvolať sekundárne poruchy, čo vedie k pretrvávajúcemu oblúku a ďalšiemu zrýchleniu kontaktnej erózie.

 

V prostredí vysokofrekvenčných napájacích zdrojov môže veľká rozložená kapacita medzi kontaktmi tiež spôsobiť nesprávne úsudky, ako je napríklad nepresné odpojenie obvodu. Významným ovplyvňujúcim faktorom sú aj podmienky prostredia; vysoká vlhkosť, prach a korozívne plyny môžu nepriaznivo ovplyvniť stav kontaktného povrchu. Ak relé nemá správne opatrenia na zhášanie oblúka- alebo ak sú jeho parametre nesprávne navrhnuté, energia oblúka priamo poškodí materiál kontaktného povrchu a naruší vnútornú štruktúru.

 

Vo vyššie uvedených problémoch stabilita magnetického obvodu úzko súvisí s konzistentnosťou kontaktnej činnosti. Základný základ magnetického obvodu sa často spolieha na vysoko konzistentné mäkké magnetické železné jadrá pre relé, aby sa zabezpečila synchrónna prevádzka a opakovateľnosť.

 

 

Cievka je zdrojom energie, ktorý riadi činnosť relé; jeho izolačný výkon a elektrické parametre priamo určujú životnosť relé. Poruchy cievok v praktických aplikáciách sa vyznačujú náhlym vznikom a výraznou deštruktívnosťou.

 

Keď okolitá teplota stúpa alebo je rozptyl tepla nedostatočný, zvýšenie teploty cievky môže prekročiť povolené limity izolačného materiálu, čo vedie k starnutiu izolácie alebo dokonca k jej poškodeniu. Vysoká vlhkosť zároveň výrazne znižuje pevnosť izolácie a korózia môže spôsobiť vzájomný-skrat alebo prerušenie obvodu.

 

Ak cievka pracuje dlhší čas pri 110 % nad jej menovitým napätím, jej vnútorné vodiče sa rýchlo prehrejú a spália. Nesprávna manipulácia, poškriabanie nástroja alebo stlačenie počas údržby alebo montáže môže tiež poškodiť vonkajšiu izoláciu cievky, čo môže spôsobiť potenciálne nebezpečenstvo poruchy. Ešte závažnejšie je nesprávne pripojenie napätia cievky; napríklad priame pripojenie nízkonapäťovej cievky s menovitým napätím k vysokonapäťovému napájaciemu zdroju- alebo chybné pripojenie striedavej cievky k jednosmernému napájaniu spôsobí zlyhanie cievky vo veľmi krátkom čase.

 

V prípade striedavých relé, keď je prevádzkové napätie nižšie ako 85 % menovitej hodnoty alebo je frekvencia abnormálne vysoká, kotva nemusí spoľahlivo zapnúť a cievka zostane v stave vysokej{1}}straty po dlhšiu dobu, prípadne vyhorí. Stabilná prevádzka cievky úzko súvisí s hladkosťou dráhy magnetického toku, ktorá veľmi závisí od konzistencie materiálu a presnosti spracovania jadra reléovej cievky a jadra elektromagnetu.

 

 

Systém magnetického obvodu je jadrom premeny elektrickej-na{1}}mechanickú energiu relé. Jeho stabilita priamo ovplyvňuje silu ťahu-, rýchlosť uvoľnenia a konzistentnosť akcie. Poruchy magnetických obvodov sa zvyčajne prejavujú ako oneskorená činnosť, vibrácie, hluk alebo porucha.

 

Počas dlhodobej{0}}prevádzky môže opotrebovanie hriadeľa kotvy, okrajov rohov alebo kontaktných bodov spôsobiť odchýlky v trajektórii kotvy, čo môže viesť k zasekávaniu alebo neúplnému zapojeniu. V niektorých jednosmerných relé, ak je magnetická podložka opotrebovaná alebo poškodená, minimálna vzduchová medzera po uzavretí kotvy sa znižuje, čo výrazne zvyšuje zvyškový magnetizmus a potenciálne zabraňuje uvoľneniu kotvy.

 

Pri striedavých relé spôsobí prasknutý magnetický krúžok v jadre alebo korózia a poškodenie pólov jadra alebo pracovných plôch značné elektromagnetické vibrácie a prevádzkový hluk. V konštrukciách jadra typu E-, keď vzduchová medzera v stredovom stĺpe zmizne v dôsledku dlhodobého-opotrebenia, armatúra priľne k abnormálnym oblastiam, čo vedie k prevádzkovému zlyhaniu.

 

Základné príčiny týchto problémov často úzko súvisia s čistotou a jednotnosťou samotného magnetického materiálu a so spôsobom spracovania. Použitie vysoko čistého elektrotechnického čistého železného jadra, DT4C železného jadra alebo za studena kovaného reléového jadra- môže výrazne znížiť stratu hysterézie a riziko zvyškového magnetizmu, čím sa zlepší-dlhodobá spoľahlivosť relé.

 

 

Okrem vyššie uvedených hlavných systémov môžu relé zlyhať aj kvôli mechanickej štruktúre alebo problémom s montážou. Napríklad deformácia vnútorných komponentov, uvoľnené upevňovacie prvky a mechanické poškodenie krytu môžu zmeniť pôvodné vzťahy napätia alebo vôle. Praskanie alebo odlupovanie povrchovej vrstvy oslabuje odolnosť proti korózii, čím ovplyvňuje stabilitu kontaktov a komponentov magnetického obvodu.

 

Okrem toho nedostatočná izolácia medzi cievkou a plášťom, znížená elasticita vratnej pružiny v dôsledku únavy a nesprávne výrobné nastavenia postupne zväčšujú problémy-dlhodobého používania. Každý reléový produkt má svoju menovitú elektrickú a mechanickú životnosť; po prekročení týchto konštrukčných limitov sa výrazne zvýši poruchovosť.

 

V aplikáciách s vysokou{0}}spoľahlivosťou sú konzistencia materiálu a výrobný proces kľúčových komponentov magnetických obvodov, ako sú jadro relé z čistého železa, oceľové jadro relé, jadro pre elektromagnetické relé a prispôsobenie kolíka jadra a kolíka relé, často rozhodujúcimi faktormi určujúcimi, či relé môže stabilne slúžiť až do konca svojej životnosti.

 

 

Od kontaktov a elektromagnetických cievok až po systém magnetických obvodov, všetky typy porúch relé v podstate úzko súvisia s výkonom materiálu, konštrukčným návrhom a výrobnými procesmi. Najmä v priemyselnom riadení, energetických systémoch a nových energetických aplikáciách sa kladú vyššie požiadavky na konzistenciu, nízku remanenciu a dlhodobú-stabilitu magnetických komponentov.

 

Na základe tejto potreby odvetvia sa zameriavame na výrobu vysoko{0}}výkonných komponentov reléových magnetických obvodov, ktoré zahŕňajú produkty ako naprJadro z čistého železa, Mäkké magnetické železné jadrá pre relé, DT4C reléové železné jadro kovanie za studena a železné jadro pre priemyselné riadiace relé. Prostredníctvom stabilných materiálových systémov a vyspelých procesov kovania za studena poskytujeme výrobcom relé spoľahlivý základ magnetického obvodu, ktorý im pomáha dosiahnuť dlhšiu životnosť a vyššiu spoľahlivosť v náročných prevádzkových podmienkach.