X線機(jī)繼電器常見故障分析與處理

彭德華 楊玉琴

X線機(jī)繼電器常見故障分析與處理

彭德華 楊玉琴

當(dāng)今醫(yī)學(xué)影像設(shè)備已經(jīng)普及到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、社區(qū)等醫(yī)療服務(wù)機(jī)構(gòu)，是臨床不可缺少的檢查項目之一。由于常規(guī)X線機(jī)元部件多，使用頻率高，故障率也相對較高，如不能快速檢修，將直接影響醫(yī)療工作的開展。

X線機(jī)；繼電器；

常見故障繼電器是利用磁力按照外來電信號動作的元件，它廣泛應(yīng)用于X線機(jī)主機(jī)各控制電路及各輔助裝置的電路中，以接通或斷開電路[1]。在多年的X線機(jī)設(shè)備檢修中，經(jīng)常遇到繼電器相關(guān)的故障，現(xiàn)將繼電器工作原理及常見故障、檢修方法報道如下。

1 繼電器工作原理

當(dāng)線圈受到激勵后銜鐵與鐵芯間產(chǎn)生磁通吸引力。如果所產(chǎn)生的本矩大于釋放彈簧等產(chǎn)生的反作用力矩時，銜鐵開始向鐵芯方向運(yùn)動，從而使常開的觸頭閉合；當(dāng)線圈中的輸入電量不足甚至消失時，電磁吸引力矩小于反作用力矩時，處于釋放位置的銜鐵將不能閉合，而且已吸合的銜鐵將釋放，這就是電磁式繼電器的工作原理。

常開觸頭是指正常情況下觸頭是打開的，即繼電器沒有被激勵以前，它的觸頭如果處于開斷狀態(tài)，則稱常開觸頭。常閉觸頭是指正常情況下觸頭是閉合的。

2 常見故障及處理

繼電器動作頻繁、撞擊振動、維護(hù)保養(yǎng)不當(dāng)及元件質(zhì)量欠佳等都可造成故障。最常見故障有下列幾種。

2.1 接點故障 常見現(xiàn)象及處理方法有：

2.1.1 有碳化痕跡 用四氯化碳、甲醇清洗。不能用一般的細(xì)砂擦，以免表面毛糙。

2.1.2 不光滑凹凸不平 用細(xì)砂輕擦即可。嚴(yán)重者須先氧焊，再磨平。

2.1.3 變形 可造成接點脫出，嚴(yán)重時可與其他觸點發(fā)生短路，最好是更換觸點。

2.2 線圈斷電后，銜鐵不能復(fù)位

原因多為鐵芯剩磁（磁鐵片質(zhì)量差）或鐵芯間隙過于緊密。前者的處理方法可輕擊鐵芯或用噴燈對鐵芯退火。因為這樣可使鐵芯內(nèi)磁鑄方向紊亂，從而達(dá)到去磁的目的；臨時應(yīng)急時，可在極之間塞一層紙或其他絕緣片。后者可用細(xì)砂紙醉鐵芯極面上輕輕摩擦，擴(kuò)大氣隙，以消除故障。

2.3 線圈開路或燒壞 線圈開路多為導(dǎo)體有隱傷或假焊，使用過久所致。繼電器開啟頻繁或震顫時極易燒毀線圈，更新線圈可正常運(yùn)行。

2.4 繼電器線圈通電后震顫，銜鐵吸合不穩(wěn)定 其原因及處理如下：

2.4.1 分磁環(huán)問題，如分磁環(huán)脫落或斷裂 機(jī)械振動可致脫落或斷裂，但多數(shù)為線圈電壓過高或電流過大而使分磁環(huán)感應(yīng)電流太大發(fā)熱所致。處理的方法是更新分磁環(huán)，環(huán)與銜鐵槽口要緊密粘合，必要時加以銀焊。斷裂的分磁環(huán)修復(fù)時最好是銀焊，也可自制一規(guī)格相適應(yīng)的銅環(huán)代替。

2.4.2 線圈問題 匝間短路或電壓低于額定值的85%時，可致電磁力不足而發(fā)生震顫。若屬端電壓不足，提高電壓后可解決問題。若在線圈空載時測得其端電壓與額定值相符，但當(dāng)其負(fù)載時實際端電壓低于額定值，則可確定線圈已有短路存在（當(dāng)然也可用其他方法確定），這時要更新線圈。

2.4.3 機(jī)械問題 如鐵芯極面粗糙或磨損、撞擊引起的變形或卡住以及極面生銹、油膩塵埃的黏附等引起的氣隙增大，磁阻增加、引力不夠所致的嘯叫。處理的辦法是用綢布蘸以四氯化碳或甲醇擦洗黏附物；粗糙的極面應(yīng)以細(xì)金剛砂細(xì)心研磨光整；若鐵芯屬磨損之類。這時可在鐵芯下面（不是兩極面之間）墊一厚度適中的絕緣薄紙，以減少氣隙間距，這一措施很是湊效（墊紙不易過厚，否則線圈失電后銜鐵不能復(fù)位）。

3 討論

3.1 線圈電流隨氣隙而變 繼電器銜鐵吸合與正常位置時，線圈兩端的電壓主要降在線圈感抗2nfL上，這是因為線圈直流電阻較小的緣故。線圈電感量L不但決定于線圈形狀、大小，也決定于線圈周圍介質(zhì)的磁導(dǎo)率。當(dāng)氣隙最大時，磁導(dǎo)率最小，因此感抗2nfL最小。在電源電壓一定的情況下，線圈電流最大；反之，當(dāng)氣隙最小時，線圈電流最小。所以在關(guān)和交流電磁系統(tǒng)時出現(xiàn)很大的啟動電流。關(guān)和繼電器時，如果銜鐵被卡住、誤加入直流電壓、罩極線圈斷裂而出現(xiàn)的震顫或多次頻繁地操作都可使線圈通過很大電流而被燒毀，使用時必須注意這一點。

3.2 鐵芯及滅電弧裝置 鐵芯的作用就是提供磁路。為減少鐵損，通常采用相互絕緣的薄硅鋼片疊制成“E”型，并在部分鐵芯極面上鑲嵌罩極線圈。為減少電弧的危害，一般采用橋式觸點，是觸點斷開處的電弧電壓降低，這樣電弧易滅。在大功率接觸器中，通常利用滅弧柵中導(dǎo)磁薄板具有將電弧分割成許多短電弧，降低電弧端電壓和導(dǎo)磁薄板易于散熱的特點進(jìn)行滅弧。

3.3 繼電器的接點工作狀態(tài)

3.3.1 閉合狀態(tài) 接點處于閉合狀態(tài)時總存在著接觸電阻。接觸電阻危害極大。如使觸點產(chǎn)生壓降、耗電、溫升過高而變形，嚴(yán)重者可使接點熔化即所謂熔焊事故。這就要求我在實際工作中要保持室內(nèi)干燥清潔，定期擦洗觸頭，從而減輕接觸電阻的危害。

3.3.2 斷開過程 X線機(jī)中的許多電感性元件，如高壓變壓器等的工作與否多數(shù)受繼電器所控制。當(dāng)電感性元件失電時，由于電感存在，必會在觸點間產(chǎn)生過電壓，結(jié)果過電壓與電源電壓共同作用使觸點間產(chǎn)生火花放電現(xiàn)象。電感量越大，火花放電現(xiàn)象越重。如接點間同時存在較大電容，則當(dāng)接點在下一次閉合時并聯(lián)著的電容就會向接點放電而產(chǎn)生很大的沖擊電流。這樣不但可使接點燒毀，還影響高壓次級元件的使用壽命。

3.3.3 閉合過程 接點的閉合過程實際上是一個減幅震蕩的過程，但為時極短，肉眼不易擦覺。接點閉合時，不但產(chǎn)生機(jī)械磨損，還會產(chǎn)生短電弧或火花，甚至使某些電路（如電機(jī)控制電路）出現(xiàn)很大的沖擊電源，所以繼電器的頻繁動作可縮短其壽命。

3.3.4 斷開過程 斷開狀態(tài)下接點間的距離除了保證可靠熄弧外，必須具有足夠的絕緣強(qiáng)度。若繼電器使用時間過長，反作用釋放裝置如彈簧的疲勞，可使接點間距縮短，極易出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象，所以對機(jī)器必須定期檢修。

3.4 交變電磁吸力與分磁環(huán) 交變電磁吸力就是吸力的方向不變，但大小隨著時間而變的力。由于線圈電壓是易變的，故線圈電流也是交變的，從而磁路磁通的方向與大小也是隨時間而變的。當(dāng)磁通為0時吸力為0，當(dāng)磁通最大時吸力最大。銜鐵在這種力的作用下可以被吸合。但當(dāng)這種吸力小于作用在銜鐵上的反作用時將會被拉開，這樣在工籌電流作用下將產(chǎn)生機(jī)械振動，勢必導(dǎo)致接點工作不可靠，嚴(yán)重影響使用壽命。分磁環(huán)又稱罩極線圈，其作用是使氣隙中產(chǎn)生兩個不同時過零的磁通，從而產(chǎn)生兩個不同時過零的吸力，達(dá)到消除震顫[2]。

如果銜鐵與鐵芯端面貼合不緊或者表面生銹、沾染油污、塵埃等，使氣隙變大，就會使環(huán)內(nèi)磁通所經(jīng)路徑的磁阻變大，分磁效果減弱，也會產(chǎn)生震顫。繼電器能否將銜鐵吸合與正常位置，決定與線圈工作電壓的高低和鐵芯極面上的清潔與否。

[1] 馮開梅.醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)[M].2版.北京:人民衛(wèi)生出版社，2008:52-57.

[2] 黃祥國.醫(yī)學(xué)影像設(shè)備學(xué)[M].2版.北京:人民衛(wèi)生出版社，2009:42-47.

10.3969/j.issn.1009-4393.2011.13.107

334000 江西醫(yī)學(xué)院上饒分院 (彭德華 楊玉琴)