第八章控制继电器的可靠性

第7章控制继电器的可靠性指标与考核方法（样章3）控制继电器是一种量大面广的基础电器元件，广泛用于机械、电子、航天航空、铁道、邮电、电力等各个部门。一个大型设备或系统中一般都使用了不少继电器，为了保证设备或系统具有较高的可靠性，作为设备或系统中主要基础元件之一的控制继电器必须有很高的可靠性，所以控制继电器的可靠性已受到国内外普遍重视，不少国家(如美、日等国)均已制定了有可靠性指标的继电器标准。

1 可靠性指标

为了统一继电器的可靠性考核方法，进一步推动我国继电器可靠性工作的开展，根据国家技术监督局下达的国家标准制订计划，由原机械工业部北京电工综合技术经济研究所和河北工业大学负责，上海电器科学研究所、成都机床电器研究所、许昌继电器研究所参加，共同制订了国家标准GB/T15510-1995“控制用电磁继电器可靠性试验通则”。在这份国家标准中，规定控制继电器以其失效率高低来划分其可靠性等级，其失效率等级的名称、符号及每个等级的最大失效率如表4.7-1所示。

由于采用失效率等级作为控制继电器的可靠性指标，所以其可靠性验证试验也称失效率试验。

2 试验要求

2.1 环境条件

1) 一般情况下，试验应在GB2423《电工电子产品基本环境试验规程》规定的试验时的标准大气条件下进行。即

温度15~35︒C

相对湿度45%~75%

大气压力86~106kPa

试验应在试验的标准大气条件中放置足够的时间(不少于8h)，以使试品达到热平衡。

2) 试验环境应注意避免灰尘和其他污染。

2.2 安装条件

1) 试品应安装在正常使用位置。

2) 试品应安装在无显著冲击和振动的地方。

3) 试品安装面与垂直面的倾斜度应符合产品标准的规定。

2.3 试验电源条件

1) 交流电源应为频率等于50Hz的正弦波电源，其容许偏差为

a) 波形畸变因数不大于5%。

b) 频率偏差为±5%。

2) 直流电源可采用发电机、蓄电池或稳压电源，若试验时不会影响产品性能，则可以采用三相全波整流电源，但其纹波分量应满足规定：即峰值与谷值之差和直流全量之比值不大于6%。

3) 试验过程中，当触点接通负载时，试验电源电压的波动相对于空载电压而言应不大于5%。

2.4 负载条件

1) 负载电源可为直流电源或交流电源，一般情况下，推荐采用直流电源。

2) 负载可为阻性负载、感性负载、容性负载或非线性负载，一般情况下，推荐采用阻性负载(交流时cosϕ=0.9~1.0，直流时L/R≤1ms)。

3) 一般情况下，试验时触点电路电源电压U N应采用24V或产品标准中规定的触点最低直流额定电压值。

4) 一般情况下，试验时触点电路负载电流I C的数值可采用额定电流或下列值：

2类触点(触点额定电压为5~250V，触点额定电流为0.1~1A的触点)：100mA；

3类触点(触点额定电压为5~600V，触点额定电流为0.1~100A的触点)：1A。

2.5 激励条件

1) 试验时，试品应以输入激励量的额定值进行激励。

2) 每小时的循环次数：试验时试品每小时的循环次数应不低于产品标准中规定的额定值，为缩短试验时间，在不影响试品正常动作与释放的条件下，试品每小时的循环次数可以高于产品标准中规定的额定值，其数值可从6，30，600，1200，1800，3600，7200，12000，18000，36000中选取。

3) 负载比(负载因数)应从下列推荐数值，即15%，25%，33%，40%，50%，60%中选取。

3 试验方法

3.1 试品的准备

为满足产品寿命服从指数分布的假设，应采用筛选的方法来剔除早期失效的产品，所以试品应从稳定的工艺条件下批量生产并经过筛选的合格产品中随机抽取。为了避免试验过分复杂，推荐采用常温(15~35︒C)下运行筛选。筛选条件应是运行次数为5000次；激励条件、触点电路电源电压U N及触点电路负载电流与前面所示的试验要求相同。

3.2 试品的检测

3.2.1 试验前检测

试验前先对试品进行开箱检测，检查试品的零部件有无运输引起的损坏、断裂，剔除零部件损坏的试品，并按规定补足试品数。剔除掉的试品不计入相关失效数r内。

3.2.2 试验过程中检测

一般情况下，在试品每次循环的“接通”期的40%时间内与“断开”期的40%时间内，应监测试品的所有触点，监测闭合触点的接触压降及断开触点间的电压。试验过程中不允许对产品进行清理和调整。

3.2.3 试验后检测

一般情况下，试验后应对所有未失效试品的下列项目进行检查。

1) 外观检查。

2) 动作电压。

3) 释放电压。

4) 接触电阻。

5) 绝缘电阻。

6) 介质耐压。

7) 吸合时间。

8) 释放时间。

9) 回跳时间。

10) 线圈电阻。

3.3 失效判据

当出现下列任意一种情况时，即认为该试品失效。

1) 闭合触点的接触压降U j超过下列极限值U jm。

a. 负载电流为额定电流时，接触压降的极限值U jm为触点电路电源电压U N的5%或10%。

b. 负载电流为100A或1A时，接触压降的极限值U jm见表4.7-2。

2) 断开触点间的电压U C低于极限值U cx，一般情况下，U cx应为触点电路电源电压的90%。

3) 触点发生熔接或其他形式的粘接。

4) 触点燃弧时间超过0.1s。

5) 继电器线圈通电时不动作。

6) 继电器线圈断电时不返回。

7) 试品零部件有破坏性损坏，连接导线及零部件松动。

8) 试品在试验后检测中，任一项目的检测结果不符合产品标准的规定。

4 可靠性验证试验的抽样方案及试验程序

4.1 可靠性验证试验的抽样方案

继电器的可靠性验证试验(失效率试验)应在实验室进行，一般情况下，继电器的可靠性验证试验(失效率试验)推荐采用定时或定数截尾试验。

继电器的可靠性验证试验(失效率试验)分为定级试验、维持试验与升级试验。