Характерные виды и причины отказов.



Эксплуатационная надежность резисторов по сравнению с СВЧ, электровакуумными и полупроводниковыми приборами, реле и другими элементами высока. Однако в связи с большим удельным весом резисторов по отношению к другим электро-радиоэлементам процент отказов аппаратуры за счет выхода из строя резисторов довольно высок — около 15%.

Отказы резисторов происходят из-за наличия дефектов в самих резисторах, ошибок в проектировании и эксплуатации аппаратуры. Причинами отказов резисторов, не зависящими от их качества, могут быть:
     •Использование их в завышенных по сравнению с допускаемыми по технической документации электрических и тепловых режимов.
     •Расположение резисторов вблизи сильно нагревающихся элементов и приборов (мощные электровакуумные приборы, мощные резисторы и др.).
     •Электрические и тепловые перегрузки резисторов при выходе из строя смежных комплектующих элементов (пробой в конденсаторах, замыкание электродов в электровакуумных приборах и др.) и кратковременные перегрузки при нестационарных переходных процессах.
     •Замыкание резисторов на корпус при вибрационных и ударных нагрузках.
     •Неудобный монтаж.
     •Недостаточно квалифицированное обслуживание аппаратуры и т. п.

Отказы резисторов в аппаратуре можно классифицировать по характеру (виду) и причине неисправностей, которые связаны с конструктивными и технологическими особенностями производства резисторов, видами и уровнями воздействия эксплуатационных факторов.

Резистор является несъемным элементом, и его параметры в процессе эксплуатации не проверяются. Поэтому отказы резисторов обнаруживаются лишь в том случае, когда электрическая схема, в которой они находятся, перестает выполнять свои функции. В зависимости от степени потери работоспособности отказы резисторов можно разделить на полные и условные. На долю полных отказов (обрыв, механические повреждения, нарушение контакта) приходится 85— 90% всех отказов резисторов. Кроме того, иногда наблюдаются короткое замыкание (например, между выводами непроволочных постоянных резисторов по частично или полностью обгоревшему эмалевому покрытию) и пробой изоляции (между витками проволочных резисторов).

Около 10% отказов — уход омического сопротивления за пределы установленных допусков. Этот вид отказа является следствием различных процессов старения, протекающих в токопроводящих элементах, изоляционных материалах (основания, каркасы, защитные покрытия) и контактных узлах и вызывающих необратимые изменения сопротивления. Незначительный процент условных отказов резисторов в сфере эксплуатации аппаратуры связан с большими уровнями допусков на изменение параметров изделий, принятыми разработчиками аппаратуры при расчете схем.

Для тонкослойных резисторов (ВС, MЛT, МТ и др.) при их эксплуатации в среде с повышенной влажностью характерным является электрохимическое разрушение проводящего слоя, связанное с процессами, которые сопровождают электролиз влаги, проникшей к резистивному слою через дефекты защитного покрытия.

Электролитические процессы в керамических основаниях тонкослойных резисторов, содержащих окислы щелочных металлов, вызывают механическое разрушение проводящего слоя вследствие переноса продуктов электролиза, снижения прочности подложки и окисления проводящего слоя выделяющимся при электролизе атомарным кислородом. В настоящее время эти резисторы выпускаются отечественной промышленностью на бесщелочной керамике.

Наиболее интенсивно происходит старение в местах локальных дефектов проводящего элемента (риски, царапины на керамическом основании и проводящем слое, сколы керамики, рваные края нарезки, трещины, раковины и инородные включения в проводе намотки, следы коррозии и протяжки и т. п.). В зависимости от размеров дефектов, их количества и расположения могут иметь место достаточно высокие тепловые перегрузки токопроводящего элемента и, как следствие, выгорание околодефектного участка. Одной из основных причин обрыва высокоомных проводов проволочных резисторов является их коррозионное разрушение при эксплуатации резисторов во влажной среде. Дефекты изоляционного покрытия проводов прецизионных проволочных резисторов с многослойной намоткой могут приводить к коротким замыканиям витков. Это вызывает уменьшение сопротивления резисторов.

Специфическими неисправностями проволочных переменных резисторов следует считать износ проводов (перетирание провода намотки подвижным контактом, обусловленное его низкой стойкостью к истиранию и завышенным контактным давлением).К обрыву проводящего элемента также приводят электрические перегрузки резисторов при нарушении режимов их использования.

Нарушение контакта между скользящим контактом и резистивным элементом, являющееся характерным видом отказа переменных резисторов, происходит в результате поломки контактной системы (например, гетинаксового щеткодержателя резисторов СП), износа и обгорания контактов при продолжительных регулировках и перегрузках резисторов, наличия на поверхности токосъемных элементов контактных пар непроводящих пленок и частиц (окисная пленка, конденсированные или замерзшие частицы влаги, продукты истирания, инородные изоляционные частицы и т. д.), ослабления контактной пружины. К этому отказу могут также приводить дефекты сборки переменных резисторов, в частности, выход скользящего контакта за пределы контактной дорожки, выпадение контактной щетки и др.

Механические повреждения резисторов связаны с низкой механической прочностью выводов (наличие дефектов на проволочных выводах) и мест сочленения вывода с контактной арматурой, некачественной сборкой резисторов (заклинивание оси), механическими перенапряжениями в резисторе, возникающими при нарушении режимов эксплуатации и при неправильном обслуживании аппаратуры (электрические перегрузки, регулировка при стопорении оси и др.).

Из-за отказов резисторов в аппаратуре могут иметь место следующие неисправности:
     • Разрыв электрической цепи схемы;
     • Выход параметров электрической схемы за допускаемые пределы;
     • Невозможность регулирования напряжения и силы тока.


Список использованной литературы


Статья писалась давно, источники информации утерялись со временем...



Поиск по сайту