减少继电器线圈断线和短路的问题剖析.pdf

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1、第1期2011年2月机电元件ELECTRoM哐CHANICALCoMPoNENTSVoL3lN仅lFeb．20ll减少继电器线圈断线和短路的问题剖析江琦王健李俊旺(洪都无线电厂，江西南昌，330003)摘要：继电保护装置用中间继电器的电压线圈，尤其是细线线圈的断线或短路问题一直是继电器制造业及使用部门颇感棘手的难题。文章针对细线线圈易断线或短路这一缺陷，进行了一系列从技术到工艺的改进工作的分析。关键词：继电器；线圈；断线；短路；线性检测Doi：lO．3969／j．issn．1000一6133．2011．01．008中图分类号：TM58文献标识码：A文章编号：

2、1000一6133(2011)0l一0037一04前言长期以来，继电保护装置中使用的中间继电器电压线圈(尤其是高电压继电器线圈)的断线或短路问题一直是继电器制造业及使用部门颇感棘手的难题。线圈是继电器的一个重要部件，它的性能好坏直接影响到继电器的质量，随着继电器的功能模块化和体积小趔化，对继电器线圈的要求越来越高。因此，必须尽可能地减少继电器细线线圈的断线和短路，以提高产品的可靠性和寿命。以我厂生产的JHC一4F、JHC一5F为例，这两种继电器是为了满足出口市场对超小型继电器的需求而专门设计的高耐压、高绝缘的超小型直流电磁继电器。这两种继电器的体积小，质量轻

3、，可以满足电力系统继电保护装置、通信及工业自动化装置等领域的需要。对于线圈绕线工序来说，在狭小的空间内要容纳电性能符合要求的线圈并且要保证线圈的工作可靠性，是一个严峻的问题。1问题的产生超小型继电器的线圈设计必须服从于继电器小收稿日期：2010—7—9型化设计原则，不能使线圈体积成为制约继电器小型化的瓶颈。超小型继电器用的线径最细的达书0．02mm，一般以书0．04mm的漆包线居多。根据继电器装配和检验部门的统计情况反映，由于各种原因造成线圈断线和短路而导致继电器报废的占继电器总废品率的l／5。造成线圈断线和短路有多种原因，而线性不良等因素是造成线圈断线的主

4、要原因，占伞部断线数量的72％，见图1。线性不良毛毡浩尘周转摄耗图lQC监测图圆2线性检测在线圈绕线的生产过程中，选购漆包线是头道工序。工厂的采购部门根据技术条件的要求，考虑市场价格因素，选择了三种漆包线。为了叙述方便，我们将国内A厂家生产的称为A线，国内B厂家生产的称为B线，国内C厂家生产的称为C线。从外观看，这三种0．04mm线径的漆包线没有机电元件2011年差别，色泽也差异不大。对进厂的各批次成品卷线进行抽样，每种线各取8卷进行称重，其单卷质量称量结果如表l所示。从表中可以看出B线卷重比最优。表l单卷称量重量表最轻质量／g最重质量／g平均质量／gA线7

5、1818041247B线80033001458C线47520001340继电器线圈在绕制后，线与线之间不断叠加，在加电状态下，外加电压与自身电动势通常很大，这样，就要求线与线之间的绝缘和耐压性能较高。分别从三种线中各取四组漆包线，在线上施加高压，进行绝缘漆层击穿试验，以绝缘层漏电流对应的极限耐压值。其结果如图2所示。C线的耐压值在400V到640V之间，B线则在390V到410V之间，A线在270V到360V之间。试验数据表明，C的平均耐压值最高，但一致性较差；A线的耐压值较低；B线的耐压值在前两者之间，显示出较好的一致性。B袭C线^线IlII儿IV图2极限

6、耐压实验结果此外，导线的电阻率也是继电器线圈的一项重要指标。我们又对这三种漆包线的电阻率进行测量。测量结果见表2。从中我们可以看出，A、C两种线电阻率相差不大，B线电阻率小表明其线材的纯度比较高，由于纯度高，线材的韧性也相应较好，这是它的一项优点，但是同时B线在绕制时，需要更多的线圈圈数，才能达到所需的安匝值，这样线圈的体积就会增大，而线圈的设计空间在产品设计时是有所限制。但在允许的阻值偏差内还是可以有效控制。表2电阻率比较表A线B线C线电阻率(∥m)14．5413．414．68测量绕制以后各线圈的电阻，其电阻分布见表3。相比而言，B线的电阻值分布区较窄，电

7、阻值的～致性较好。在检验了这三种漆包线的静态物理性能以后，还检验了在动态延展的情况下各种线材的延伸性能。延伸性能是指在同一个水平高度，相同条件下，对三种线加实施一定的重量，直到其断线为止，得到各自的延伸极限值。结果见表4。漆包线断裂以后，技术人员分别将线的断头处在显微镜下放大，观察其断头及漆层变化。A线断头的漆层模糊，断头伸长短。这表明在承重状态下，金属线的延展性不好，没有显示出应有的拉伸强度，而且漆层不致密，在拉长时漆层就已经破裂。B线漆层清楚，断头处伸长较长。这表明该线延展性比较好，漆层强度也较高，只在金属线断裂时漆层才被破坏。C线在显微镜下断层处漆层清

8、晰完整，伸长也较长。C线的表面也较好，漆层也较致密。