CN109001620A - 电磁继电器不稳定开路故障复现方法及系统 - Google Patents

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沈建良
胡东方
王军
卢利军
姚力
陆春光
胡瑛俊
章江铭
徐韬
周佑
杨思洁
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State Grid Corp of China SGCC
Xuji Group Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Henan Xuji Instrument Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
Xuji Group Co Ltd
Electric Power Research Institute of State Grid Zhejiang Electric Power Co Ltd
Henan Xuji Instrument Co Ltd
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    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3277—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches
    • G01R31/3278—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of low voltage devices, e.g. domestic or industrial devices, such as motor protections, relays, rotation switches of relays, solenoids or reed switches

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Abstract

本发明涉及电磁继电器不稳定开路故障复现方法及系统，对出现过开路故障的电磁继电器施加失效时的应力条件；实时监测电磁继电器，判断是否出现故障复现，若故障复现则停止施加应力条件，记录此时的应力条件；其中，通过实时监测电磁继电器触点的接触电阻来判断是否出现故障复现。本发明解决了由于缺乏实时监测手段而对出现过开路故障的电磁继电器进行故障试验与分析时无法复现故障的问题。同时，本发明以能激发出缺陷但不损坏产品为前提，为后续对电磁继电器故障的分析提供有效的依据，保证了电磁继电器的可靠性。

Description

电磁继电器不稳定开路故障复现方法及系统
技术领域
本发明属于电磁继电器技术领域，具体涉及电磁继电器不稳定开路故障复现方法及系统。
背景技术
无论对电子产品的生产过程进行多么严格的生产质量管理，材料、工艺、设备、操作、生产环境等总不可能绝对不变，在一批产品中，不可不免地有部分产品存在潜在的缺陷和弱点。
电磁继电器的一种特殊失效模式是不稳定开路。在现场使用过程中电磁继电器通常由于某种原因偶然出现开路，导致故障事件。
在出现该故障时，一般将继电器从故障现场取回实验室进行分析。但是，由于很难复现这种不稳定开路，给失效分析工作造成很大的不利。另外，对于这种失效复现过程，一般实验室内都是将失效的电磁继电器放在某种环境应力下进行试验一段时间后，再进行参数测量。这种方式往往因为缺乏实时监测手段而导致无法复现故障现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电磁继电器不稳定开路故障复现方法及系统，用以解决由于缺乏实时监测手段而对出现过开路故障的电磁继电器进行故障试验与分析时无法复现故障的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明提供了一种电磁继电器不稳定开路故障复现方法，包括：
1)对出现过开路故障的电磁继电器施加失效时的应力条件；
2)实时监测电磁继电器，判断是否出现故障复现，若故障复现则停止施加应力条件，记录此时的应力条件；
通过实时监测电磁继电器触点的接触电阻来判断是否出现故障复现。
进一步地，所述故障复现为：电磁继电器触点的接触电阻超出电阻规范值或者连续设定次所测得的接触电阻值的方差值超过正常样品电阻的方差值。
进一步地，所述应力条件包括电应力和环境应力；所述电应力为施加在电磁继电器上的电气特征，所述环境应力为施加在电磁继电器上的两种以上环境因素的组合。
进一步地，所述环境因素的种类包括温度因素、潮湿因素和振动因素。
进一步地，施加所述温度因素的手段包括高温、低温、温度循环和温度步进。
进一步地，所述潮湿因素的范围为50％RH～100％RH，RH为相对湿度。
进一步地，所述温度因素的范围为-45℃～+125℃。
进一步地，实时监测电磁继电器触点的接触电阻的时间间隔为10毫秒到60秒。
本发明的一种电磁继电器不稳定开路故障复现系统，包括主控模块、应力施加模块和测量模块；
所述主控模块用于控制应力施加模块对出现过开路故障的电磁继电器施加失效时的应力条件，并判断电磁继电器是否出现故障复现，若故障复现则停止施加应力条件、记录此时的应力条件；所述测量模块用于实时监测电磁继电器；
所述测量模块还用于实时监测电磁继电器触点的接触电阻。
进一步地，所述故障复现为：电磁继电器触点的接触电阻超出电阻规范值或者连续设定次所测得的接触电阻值的方差值超过正常样品电阻的方差值。
本发明的有益效果：
本发明对出现过不稳定开路故障的电磁继电器施加失效时的应力条件，以将其内部潜在的缺陷加速激发出来，迅速变成故障，通过记录此时电磁继电器触点的接触电阻来判断是否出现故障复现，在发现故障复现时记录此时电磁继电器的应力条件，从而解决了由于缺乏实时监测手段而对出现过开路故障的电磁继电器进行故障试验与分析时无法复现故障的问题。同时，本发明以能激发出缺陷但不损坏产品为前提，为后续对电磁继电器故障的分析提供有效的依据，保证了电磁继电器的可靠性。
附图说明
图1是本发明的方法流程图；
图2是本发明的系统图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式并不局限于此。
本发明的电磁继电器不稳定开路故障复现方法实施例：
如图1所示为本发明的方法流程图，具体的：
首先，通过现场使用数据、厂内历史测试、维修数据、产品技术手册等方式，调查出现过不稳定开路故障的电磁继电器在出现故障现象时的失效背景。失效背景具体包括：电磁继电器出现故障时的动作电压、动作频率、负载电流、环境温度、湿度、振动条件、安装结构以及继电器在现场已使用的时间、故障发生季节。该步骤调查记录电磁继电器发生不稳定故障时的电应力和环境应力水平，为后续故障复现试验选择合适的电应力、环境应力种类和强度提供参考。
然后，对出现过开路故障的电磁继电器施加失效时的电应力和环境应力，将其内部的潜在的缺陷加速变成故障。一般结合现场使用条件以及有利于激发电磁继电器不稳定开路故障的原则来对环境应力类型、试验顺序和强度进行选择和确定。其中，环境应力包括温度、潮湿和振动；温度又包括高温、低温、温度循环、温度步进。一般试验温度范围为-45℃～+125℃，潮湿应力范围为40℃～85℃、50％RH～100％RH，RH为相对湿度。可以采用低温-温度步进-高温-温度循环-振动-潮湿的试验顺序进行。本实施实例中，对失效继电器一次施加+85℃高温24小时、温度循环(即+85℃、-25℃各0.5小时)试验。
最后，以100毫秒的时间间隔来实时监测电磁继电器触点的接触电阻，一旦监测到故障复现，则停止施加应力并发出报警信号，同时记录故障复现时的应力条件及水平。对于判断试验过程中是否故障复现的判断依据有两种：一是根据电磁继电器触点接触电阻是否超出规范值、甚至出现开路；二是连续多次监测到的接触电阻值的方差值是否超过正常样品的方差值。在监测时，连续多次测量的次数为3次～100次。本实施实例中，同时采用两种故障复现判断依据，连续多次测量的次数为22次，综合这两种方法来判断电磁继电器是否故障复现。其中，对于实时监测的时间间隔的范围可根据实际需求选择为10毫秒～60秒。
本发明的电磁继电器不稳定开路故障复现系统实施例：
该系统包括：主控模块、应力施加模块和测量模块；主控模块用于控制应力施加模块对出现过开路故障的电磁继电器施加失效时的应力条件，并判断电磁继电器是否出现故障复现，若故障复现则停止施加应力条件、记录此时的应力条件；测量模块用于实时监测电磁继电器触点的接触电阻。
主控模块为台式计算机，用于控制其他单元的，并对其他单元进行参数设置，实现通信和数据处理功能。
电磁继电器动作控制单元用于为电磁继电器提供动作电压，并根据所述主控制单元的传递命令参数设置驱动电压、工作频率、最大驱动电流等参数。
环境应力控制单元用于连接可程控环境试验箱(台)，包括高低温试验箱、潮热试验箱、振动台，并根据主控制单元传递的命令参数自动调节环境试验箱；环境应力控制单元均通过GPIB总线与台式计算机进行通信。
继电器负载电应力单元用于为电磁继电器提供负载电流。电磁继电器的负载电流根据故障现场负载条件进行设置；设置负载电流为交流10A。
测量模块用于测量电磁继电器触点闭合后的接触电阻，测量模块采用可编程数据采集仪器进行实时监测。测量模块为安捷伦生产的多功能数据测量仪，电阻测试模式为四线法，电阻测试精度为1微欧。
除了GPIB总线，主控模块与其他模块之间的通信还可采用其他并行通信方式或者串行通信方式，例如RS232、RS485等。
具体的测试方法即为上述的电磁继电器不稳定开路故障复现方法，由于对上述方法的介绍已经足够清楚，在这里不再赘述。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种电磁继电器不稳定开路故障复现方法，包括：
1)对出现过开路故障的电磁继电器施加失效时的应力条件；
2)实时监测电磁继电器，判断是否出现故障复现，若故障复现则停止施加应力条件，记录此时的应力条件；
其特征在于，通过实时监测电磁继电器触点的接触电阻来判断是否出现故障复现。
2.根据权利要求1所述的电磁继电器不稳定开路故障复现方法，其特征在于，所述故障复现为：电磁继电器触点的接触电阻超出电阻规范值或者连续设定次所测得的接触电阻值的方差值超过正常样品电阻的方差值。
3.根据权利要求2所述的电磁继电器不稳定开路故障复现方法，其特征在于，所述应力条件包括电应力和环境应力；所述电应力为施加在电磁继电器上的电气特征，所述环境应力为施加在电磁继电器上的两种以上环境因素的组合。
4.根据权利要求1～3任一项所述的电磁继电器不稳定开路故障复现方法，其特征在于，所述环境因素的种类包括温度因素、潮湿因素和振动因素。
5.根据权利要求4所述的电磁继电器不稳定开路故障复现方法，其特征在于，施加所述温度因素的手段包括高温、低温、温度循环和温度步进。
6.根据权利要求4所述的电磁继电器不稳定开路故障复现方法，其特征在于，所述潮湿因素的范围为50％RH～100％RH，RH为相对湿度。
7.根据权利要求4所述的电磁继电器不稳定开路故障复现方法，其特征在于，所述温度因素的范围为-45℃～+125℃。
8.根据权利要求1或2所述的电磁继电器不稳定开路故障复现方法，其特征在于，实时监测电磁继电器触点的接触电阻的时间间隔为10毫秒到60秒。
9.一种电磁继电器不稳定开路故障复现系统，包括主控模块、应力施加模块和测量模块；
所述主控模块用于控制应力施加模块对出现过开路故障的电磁继电器施加失效时的应力条件，并判断电磁继电器是否出现故障复现，若故障复现则停止施加应力条件、记录此时的应力条件；所述测量模块用于实时监测电磁继电器；
其特征在于，所述测量模块用于实时监测电磁继电器触点的接触电阻。
10.根据权利要求9所述的电磁继电器不稳定开路故障复现系统，其特征在于，所述故障复现为：电磁继电器触点的接触电阻超出电阻规范值或者连续设定次所测得的接触电阻值的方差值超过正常样品电阻的方差值。
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