军用电磁继电器失效分析研究
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3．3 电弧放电对触头电接触失效的影响
在电磁继电器触头闭合的过程中，由于簧片自身的弹性，触头处会产生短时间的回跳。当两个触头距离较小而两端电压较大的情况下会出现击穿电弧(燃弧)。触头转换包括吸合过程和释放过程。吸合过程可分为静合触头分断过程、动触头自由运动过程、动合触头闭合过程，释放过程可分为动台触头分断过程、动触头自由运动过程、静台触头闭合过程。因此触头转换一次(包括线圈吸合和释放)会出现4次燃弧过程和至步两次回跳。触头转换过程中出现的触头间隙预击穿和回跳现象，所产生的电弧是触头材料的侵蚀是造成电磁继电器电接触失效的主要原因。
在电感负载中，特别是电动机，开始通电时，电动机起动转矩最大，因而起动电流就大。一般情况下，起动瞬态电流应是平均电流的5～15倍。如果选用的电磁继电器余量过小，起动时的瞬态起动电流会大大超出继电器的接触电流范围，电磁继电器动作吸合过程中由于刚接触时簧片的弹性，会产生短时问的同跳现象，正是瞬态接触电流最大的时候，因接触面积不够大，产生吸合接触瞬态大电流而接触面积又小的情况，从而产生接触电弧，电弧又产生高温，使接触点周围的金属熔化。
在触头接触瞬间由于触头表面金属熔化并且触头紧密接触，触头间会被熔化金属焊接住，也就是发生动熔焊现象。触头间发生动熔焊后若分断时机械系统提供的分断力过小，则会出现分断失效，两个触头无法正常分开。回跳过程中熔化的表层金属会在触头间发生转移，从而形成针刺或者圆坑(见图5)。另外发生动熔焊现象的触头分段瞬间，熔焊金属也会附着在某个触头表面并再次电弧放电，导致触头表面粗糙，下次无法正常接触。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/201809/388672.htm
在电弧放电过程中，若环境中氧气浓度较大，还会导致触头表面被氧化形成氧化膜，进而影响电接触性能甚至导致性能不合要求而失效。
3．4 残留物与残留气体对电磁继电器失效的影响
电磁继电器的残留物来源主要有如下两个方面：一是生产过程中清洗工艺不足导致的残留；二是使用一段时间后由于振动环境影响或者疲劳老化导致结构附着物脱落或者破碎。而残留气体主要来源是使用过程中内部材料释放的杂质气体。
残留物由于残留位置的不确定性会导致机械卡死等问题，残留气体主要是会污染腐蚀部件，尤其在触头处微粒的堆积会形成微粒污染膜，氧化物、硫化物、氯化物等环境气氛会形成腐蚀膜，表面水蒸气结成水膜后会形成化学腐蚀膜，有机物气氛会形成有机化学膜。实验
表面，密封继电器的生产工艺过程中涉及的松香、真空胶和ZnCl2是形成这种触头表面各类污染膜的主要因素。污染膜的形成会导致电磁继电器触头的接触电阻过大甚至超标而失效。
3．5 密封失效对电磁继电器失效的影响
密封失效的原因主要是两类：一是封装工艺不合格导致的密封失效；二是玻璃绝缘子破裂(见图6)导致的密封失效。玻璃绝缘子的破裂常常伴随着引线及引线焊接处的断裂或损伤而使整个电磁继电器失效。密封失效后各种外部杂质和有害气体(水汽，卤素气体等)会进入腔体，引起电磁继电器的失效，其失效机理类似于残留物和残留气体引起的失效。
4 失效案例分析
4．1 失效案例一
失效背景：GJQX-20M／028-12型电磁继电器失效件为2006年生产，出厂前已进行外观检查、绝缘电阻测试、耐压测试、三温测试等项验收试验，存放期间还要进行外观检查、绝缘电阻测试、耐压测试、三温测试、振动试验、寿命试验、跳流试验等项定期检验。此次失效件已出厂使用2年左右，在使用中用来控制信号灯，负载电流170 mA。失效时出现常开触点和动触点常闭合现象，动触点不可控。产品开罩后发现动簧片已不在常闭点上，而处在常开点和常闭点之间。
失效分析：失效检测项目及结果如表2所示。由于失效件已被开封可以直接进行镜检观察，发现动簧片处在常开点和常闭点之间。用探针去拨动簧片发现动簧片已失去弹性，检查动簧片整体发现动簧片在根部处已断裂。将绕组线圈部分拆除，取出簧片观察从动簧片断裂口可以判断出是由于机械应力导致的断裂。一般簧片断裂可以分为三种情况，第一种是由于在生产加工中对材料造成了机械损伤导致其材料本身的强度降低，在振动条件下所产生的外应力使其断裂，但是在对动簧片检查时没有发现动簧片受到机械应力损伤的痕迹，因此排除了此种可能性。第二种是动簧片本身在材料上存在某种缺陷使其强度降低，在振动条件下所产生的外应力使其断裂，但是根据对断裂口的镜检观察，没有发现金属新旧断裂面的存在和金属结构异常情况存在，因此也排除此种可能性。第三种就是完全因为外应力导致其断裂，作为簧片本身存在弹性，弹性是在簧片可变形的运动方向，而垂直簧片运动方向的外应力相比之下就非常容易使簧片断裂。
根据现场反应：该继电器是安装在控制盒的内壁之上，在机上的振动一定会产生垂直于簧片运动方向的外应力，如果控制盒内壁材料强度不高或跨度较大，在振动时还发生振动放大，因此可判断出此次动簧片的断裂是由于在机上使用时振动产生与动簧片运动方向相垂直的外应力所致。
失效分析结论：该电磁继电器失效是由于在飞机上使用时的振动产生了和动簧片运动方向相垂直的外应力。致使动簧片断裂，导致整个继电器的这一组功能失效。
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