Pogoste vrste okvar relejev in njihovi vzroki

Releji so ključni aktuatorji v industrijskem nadzoru, energetskih sistemih in opremi za avtomatizacijo; njihova zanesljivost neposredno vpliva na stabilnost sistema. Okvar relejev običajno ne povzroči en sam dejavnik, ampak skupni učinki več dejavnikov, vključno s kontakti, elektromagnetnimi sistemi, tuljavami, strukturo magnetnega vezja in mehanskimi komponentami. V nadaljevanju so sistematično opisani najpogostejši tipi okvar relejev in njihovi vzroki v praktičnih aplikacijah z inženirskega vidika.

 

 

Kontakti so najbolj neposredne komponente v releju, odgovorne za vklop in izklop. Njihovo delovno stanje je tesno povezano z materiali, prevleko, konstrukcijsko zasnovo in značilnostmi obremenitve. Pri dolgotrajnem-delovanju ali neobičajnih pogojih so kontakti nagnjeni k različnim načinom okvar.

 

Med mehanskim vpetjem lahko varjenje ali hladno varjenje med kontakti prepreči njihovo ločitev, kar povzroči neprekinjeno prevodnost tokokroga. Ta vrsta težave je še posebej pogosta pri visokih-tokovnih ali impulzivnih scenarijih obremenitve. Če se kontaktni upor sčasoma poveča ali postane nestabilen, lahko povzroči oslabitev signala, pregrevanje in celo okvare, kar vpliva na splošno zanesljivost sistema.

 

Če je rele nepravilno izbran, je njegova nazivna kontaktna zmogljivost nižja od dejanske zahteve za obremenitev ali pa so karakteristike obremenitve močno induktivne ali kapacitivne, se kontakti morda ne odprejo ali zaprejo pravilno. Poleg tega lahko v pogojih previsoke napetosti nezadostne kontaktne reže sprožijo sekundarne okvare, kar vodi do vztrajnega obloka in še pospeši erozijo kontaktov.

 

V -okoljih visokofrekvenčnega napajanja lahko velika porazdeljena kapacitivnost med kontakti povzroči tudi napačne presoje, kot je nenatančen odklop vezja. Pomemben vplivni dejavnik so tudi okoljske razmere; visoka vlažnost, prah in jedki plini lahko negativno vplivajo na stanje kontaktne površine. Če rele nima ustreznih ukrepov za-gašenje obloka ali če so njegovi parametri neustrezno zasnovani, bo energija obloka neposredno poškodovala material kontaktne površine in posegla v notranjo strukturo.

 

Pri zgornjih težavah je stabilnost magnetnega vezja tesno povezana z doslednostjo kontaktnega delovanja. Jedro magnetnega vezja se pogosto opira na zelo konsistentna jedra iz mehkega magnetnega železa za releje, ki zagotavljajo sinhrono delovanje in ponovljivost.

 

 

Tuljava je vir energije, ki poganja delovanje releja; njegova izolacijska zmogljivost in električni parametri neposredno določajo življenjsko dobo releja. Za okvare tuljav v praktičnih aplikacijah je značilen nenaden pojav in znatna destruktivnost.

 

Ko temperatura okolice naraste ali je odvajanje toplote nezadostno, lahko zvišanje temperature tuljave preseže dovoljene meje izolacijskega materiala, kar povzroči staranje izolacije ali celo okvaro. Hkrati visoka vlažnost bistveno zmanjša izolacijsko trdnost, korozija pa lahko povzroči med-kratke stike ali odprte tokokroge.

 

Če tuljava dlje časa deluje pri 110 % nad nazivno napetostjo, se bodo njene notranje žice hitro pregrele in pregorele. Nepravilno ravnanje, praske z orodjem ali stiskanje med vzdrževanjem ali sestavljanjem lahko prav tako poškodujejo zunanjo izolacijo tuljave, kar povzroči potencialno nevarnost napake. Še resnejša je nepravilna napetost tuljave; na primer, neposredna povezava nizko{3}}napetostne tuljave z visoko-napetostnim napajalnikom ali pomotoma priključitev izmenične tuljave na enosmerni napajalnik bo povzročila okvaro tuljave v zelo kratkem času.

 

Pri relejih za izmenični tok, ko je delovna napetost pod 85 % nazivne vrednosti ali je frekvenca neobičajno visoka, armatura morda ne bo uspela zanesljivo vklopiti in tuljava bo dalj časa ostala v visoko-izgubnem stanju in na koncu pregorela. Stabilno delovanje tuljave je tesno povezano z gladkostjo poti magnetnega pretoka, ki je zelo odvisna od konsistence materiala in natančnosti obdelave jedra relejne tuljave in jedra elektromagneta.

 

 

Sistem magnetnega vezja je jedro pretvorbe električne-v-mehanske energije releja. Njegova stabilnost neposredno vpliva na moč-vlečenja, hitrost sproščanja in doslednost delovanja. Napake magnetnega vezja se običajno kažejo kot zakasnjeno delovanje, vibracije, hrup ali okvara.

 

Med dolgotrajnim-delovanjem lahko obraba gredi armature, robov vogalov ali kontaktnih točk povzroči odstopanja v poti armature, kar vodi do zagozditve ali nepopolnega vklopa. Pri nekaterih enosmernih relejih, če je magnetna podložka obrabljena ali poškodovana, se minimalna zračna reža po zaprtju armature zmanjša, kar znatno poveča preostali magnetizem in potencialno prepreči sprostitev armature.

 

Pri relejih AC bo zlomljen magnetni obroč v jedru ali korozija in poškodba polov jedra ali delovnih površin povzročila znatne elektromagnetne vibracije in hrup pri delovanju. V jedrnih strukturah tipa E, ko zračna reža v osrednjem stebru izgine zaradi dolgotrajne-obrabe, se bo armatura oprijela nenormalnih območij, kar bo povzročilo okvaro delovanja.

 

Temeljni vzroki teh težav so pogosto tesno povezani s čistostjo in enotnostjo samega magnetnega materiala in metode obdelave. Uporaba visoko-čistega jedra iz čistega železa Electrician, železnega jedra DT4C ali hladno-kovanega jedra releja lahko znatno zmanjša izgubo zaradi histereze in tveganje preostalega magnetizma, s čimer izboljša-dolgoročno zanesljivost releja.

 

 

Poleg zgoraj omenjenih glavnih sistemov lahko releji odpovejo tudi zaradi mehanske strukture ali težav pri sestavljanju. Na primer, deformacija notranjih komponent, ohlapni pritrdilni elementi in mehanske poškodbe ohišja lahko spremenijo prvotno razmerje napetosti ali zračnosti. Razpoke ali luščenje površinske obloge oslabi odpornost proti koroziji, kar vpliva na stabilnost kontaktov in komponent magnetnega vezja.

 

Poleg tega bodo nezadostna izolacija med tuljavo in ohišjem, zmanjšana elastičnost povratne vzmeti zaradi utrujenosti in neustrezni parametri tovarniške nastavitve postopoma povečali težave pri dolgotrajni-rabi. Vsak relejni izdelek ima nazivno električno in mehansko življenjsko dobo; ko so te projektne meje presežene, se bo stopnja napak znatno povečala.

 

V aplikacijah z visoko{0}}zanesljivostjo sta doslednost materiala in proizvodni proces ključnih komponent magnetnega vezja, kot je relejno jedro iz čistega železa, relejno jekleno jedro, jedro za elektromagnetni rele ter ustrezen jedrni in relejni zatič pogosto odločilna dejavnika, ki določata, ali lahko rele stabilno deluje do konca svoje življenjske dobe.

 

 

Od kontaktov in elektromagnetnih tuljav do sistema magnetnega vezja so vse vrste okvar relejev v bistvu tesno povezane z zmogljivostjo materiala, konstrukcijsko zasnovo in proizvodnimi procesi. Zlasti pri industrijskem krmiljenju, elektroenergetskih sistemih in novih energetskih aplikacijah so višje zahteve glede doslednosti, nizke remanence in dolgoročne -stabilnosti magnetnih komponent.

 

Glede na te potrebe industrije se osredotočamo na proizvodnjo visoko{0}}zmogljivih komponent magnetnega vezja relejev, ki zajemajo izdelke, kot soJedro iz čistega železa, jedra iz mehkega magnetnega železa za rele, hladno kovanje železnega jedra releja DT4C in železno jedro za industrijski krmilni rele. S stabilnimi materialnimi sistemi in zrelimi postopki hladnega kovanja proizvajalcem relejev zagotavljamo zanesljivo osnovo magnetnega vezja, ki jim pomaga doseči daljšo življenjsko dobo in večjo zanesljivost v težkih pogojih delovanja.