Электроника:Справочные материалы/Устранение неполадок – теория и практика/Вероятные сбои в проверенных системах

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak) Контакты:</br>* Habr: @vakemak</br>* Сайт: www.valemak.com</br>Перевёл статей: 648.
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Вероятные сбои в проверенных системах[1]

Следующие проблемы расположены в порядке от наиболее вероятного к наименее вероятному, сверху вниз.

Этот порядок был определён в основном на основе личного опыта устранения неполадок с электрическими и электронными устройствами в автомобильной, промышленной и бытовой технике.

Эти случаи также предполагают схему или систему, которая раннее исправно работала и вышла из строя после значительного времени эксплуатации.

Проблемы, возникающие в недавно собранных схемах и системах, не обязательно имеют одинаковую вероятность возникновения.

Ошибка оператора

Частой причиной сбоя системы является ошибка со стороны тех людей, которые ею управляют.

Эта причина неприятностей находится в начале списка, но, конечно, реальная вероятность во многом зависит от конкретных лиц, ответственных за работу.

Когда ошибка оператора является причиной сбоя, маловероятно, что она будет признана до проведения расследования.

Я не хочу сказать, что операторы некомпетентны и безответственны – как раз наоборот: эти люди часто являются вашими лучшими учителями для изучения работы системы и получения истории отказов, – но несовершенство людей нельзя игнорировать.

Позитивное отношение в сочетании с хорошими навыками межличностного общения со стороны специалиста по устранению неполадок имеет большое значение при устранении неполадок, когда основной причиной неудачи является человеческая ошибка.

Плохие проводные соединения

Как бы невероятно это ни звучало для новичка, изучающего электронику, высокий процент проблем с электрическими и электронными системами вызван очень простым источником проблем: плохим проводным соединением (т.е. имеет место обрыв или закороченность).

Это особенно верно, когда окружающая среда агрессивна, включая такие факторы, как высокая вибрация и/или агрессивная атмосфера.

Точки соединения, имеющиеся в любом типе штепсельных разъёмов, клеммных колодок или сращиваний, подвержены наибольшему риску отказа.

В категорию «соединения» также входят механические переключающие контакты, которые можно рассматривать как разъём с высокой цикличностью.

Неправильные наконечники для заделки проводов (например, обжимной разъём, обжатый на конце сплошного провода – это, определённо, ошибка) могут привести к возникновению соединений с высоким сопротивлением после периода бесперебойной работы.

Следует отметить, что соединения в низковольтных системах, как правило, вызывают гораздо больше проблем, чем соединения в высоковольтных системах.

Основная причина этого заключается в том, что дуговой разряд через разрыв (обрыв цепи) в высоковольтных системах имеет тенденцию разрушать изолирующие слои (состоящие из грязи и/или коррозии) и может даже спаять два конца вместе, если поддерживается достаточно долго.

Низковольтные системы, как правило, не создают такой сильной дуги в разрыве цепи, а также более чувствительны к дополнительному сопротивлению в цепи.

Механические переключающие контакты, используемые в низковольтных системах, выигрывают от того, что через них проходит рекомендуемый минимальный ток смачивания, что способствует допустимому искрению при размыкании, даже если этот уровень тока не требуется для работы других компонентов схемы.

Хотя отказы, связанные с обрывами, как правило, более распространены, чем короткие замыкания, однако последние по-прежнему составляют значительный процент режимов отказа проводки.

Многие короткие замыкания вызваны ухудшением изоляции проводов. Это, опять же, особенно верно, когда окружающая среда враждебна, включая такие факторы, как высокая вибрация, высокая температура, высокая влажность или высокое напряжение.

Редко можно найти контакт механического переключателя, который вышел из строя, за исключением сильноточных контактов, где контакт может «свариться» в условиях перегрузки по току.

Короткие замыкания также могут быть вызваны токопроводящими отложениями на участках клеммной колодки или на тыльной стороне печатных плат.

Распространённым случаем короткого замыкания в проводке является замыкание на «землю», когда проводник случайно соприкасается либо с «землёй», либо с заземлённой ходовой частью или рамой.

Это может привести к изменению напряжения между другими проводниками в цепи и «землёй», что приведёт к нестандартным сбоям в работе системы и/или опасности для персонала.

Проблемы с питанием

Как правило, они состоят из срабатывания устройств защиты от перегрузки по току или повреждения из-за перегрева.

Хотя схема источника питания обычно менее сложна, чем схема, на которую подаётся питание, и, следовательно, должна быть менее подвержена сбоям только по этой причине.

Как правило, он потребляет больше энергии, чем любая другая часть системы, и поэтому должен работать с большими напряжениями и/или токами.

Кроме того, из-за относительной простоты конструкции блок питания системы может не получить того внимания инженеров, которого он заслуживает, поскольку основное внимание инженеров уделяется более интересным (из-за своей нетривиальности) частям системы.

Активные компоненты

Активные компоненты (усилительные устройства) склонны выходить из строя с большей регулярностью, чем пассивные (не усиливающие) устройства, из-за их большей сложности и тенденции усиливать условия перенапряжения/перегрузки по току.

Полупроводниковые устройства, как известно, подвержены отказам из-за электрических переходных процессов (скачков напряжения/тока) и термических (тепловых) перегрузок.

Устройства на электронных лампах гораздо более устойчивы к обоим этим видам отказов, но, как правило, более подвержены механическим отказам из-за их хрупкой конструкции.

Пассивные компоненты

Пассивные компоненты (НЕ усилительные устройства) являются наиболее прочными из всех, их относительная простота даёт им статистическое преимущество перед активными устройствами.

Следующий список демонстрирует приблизительное соотношение вероятностей отказов (опять же, верхнее значение является наиболее вероятным, а нижнее — наименее вероятным):

  • Конденсаторы (закороченные), особенно электролитические конденсаторы. Паста электролита со временем теряет влагу, что приводит к выходу из строя. Переходные перенапряжения могут пробить тонкие диэлектрические слои.
  • Диоды разомкнуты (выпрямительные диоды) или закорочены (стабилитроны).
  • Обмотки индуктора и трансформатора разомкнуты или замкнуты на токопроводящий сердечник. Неисправности, связанные с перегревом (пробо́й изоляции), легко обнаруживаются по запаху.
  • Резисторы разомкнуты, они почти никогда не закорачиваются. Обычно это происходит из-за перегрузки по току, хотя реже это вызвано переходным перенапряжением (дуговое перекрытие) или физическим повреждением (вибрация или удар). Резисторы также могут изменить значение сопротивления при перегреве!

См.также

Внешние ссылки