X线机继电器常见故障分析与处理

彭德华 杨玉琴

X线机继电器常见故障分析与处理

彭德华 杨玉琴

当今医学影像设备已经普及到各乡镇、社区等医疗服务机构，是临床不可缺少的检查项目之一。由于常规X线机元部件多，使用频率高，故障率也相对较高，如不能快速检修，将直接影响医疗工作的开展。

X线机；继电器；

常见故障继电器是利用磁力按照外来电信号动作的元件，它广泛应用于X线机主机各控制电路及各辅助装置的电路中，以接通或断开电路[1]。在多年的X线机设备检修中，经常遇到继电器相关的故障，现将继电器工作原理及常见故障、检修方法报道如下。

1 继电器工作原理

当线圈受到激励后衔铁与铁芯间产生磁通吸引力。如果所产生的本矩大于释放弹簧等产生的反作用力矩时，衔铁开始向铁芯方向运动，从而使常开的触头闭合；当线圈中的输入电量不足甚至消失时，电磁吸引力矩小于反作用力矩时，处于释放位置的衔铁将不能闭合，而且已吸合的衔铁将释放，这就是电磁式继电器的工作原理。

常开触头是指正常情况下触头是打开的，即继电器没有被激励以前，它的触头如果处于开断状态，则称常开触头。常闭触头是指正常情况下触头是闭合的。

2 常见故障及处理

继电器动作频繁、撞击振动、维护保养不当及元件质量欠佳等都可造成故障。最常见故障有下列几种。

2.1 接点故障 常见现象及处理方法有：

2.1.1 有碳化痕迹 用四氯化碳、甲醇清洗。不能用一般的细砂擦，以免表面毛糙。

2.1.2 不光滑凹凸不平 用细砂轻擦即可。严重者须先氧焊，再磨平。

2.1.3 变形 可造成接点脱出，严重时可与其他触点发生短路，最好是更换触点。

2.2 线圈断电后，衔铁不能复位

原因多为铁芯剩磁（磁铁片质量差）或铁芯间隙过于紧密。前者的处理方法可轻击铁芯或用喷灯对铁芯退火。因为这样可使铁芯内磁铸方向紊乱，从而达到去磁的目的；临时应急时，可在极之间塞一层纸或其他绝缘片。后者可用细砂纸醉铁芯极面上轻轻摩擦，扩大气隙，以消除故障。

2.3 线圈开路或烧坏 线圈开路多为导体有隐伤或假焊，使用过久所致。继电器开启频繁或震颤时极易烧毁线圈，更新线圈可正常运行。

2.4 继电器线圈通电后震颤，衔铁吸合不稳定 其原因及处理如下：

2.4.1 分磁环问题，如分磁环脱落或断裂 机械振动可致脱落或断裂，但多数为线圈电压过高或电流过大而使分磁环感应电流太大发热所致。处理的方法是更新分磁环，环与衔铁槽口要紧密粘合，必要时加以银焊。断裂的分磁环修复时最好是银焊，也可自制一规格相适应的铜环代替。

2.4.2 线圈问题 匝间短路或电压低于额定值的85%时，可致电磁力不足而发生震颤。若属端电压不足，提高电压后可解决问题。若在线圈空载时测得其端电压与额定值相符，但当其负载时实际端电压低于额定值，则可确定线圈已有短路存在（当然也可用其他方法确定），这时要更新线圈。

2.4.3 机械问题 如铁芯极面粗糙或磨损、撞击引起的变形或卡住以及极面生锈、油腻尘埃的黏附等引起的气隙增大，磁阻增加、引力不够所致的啸叫。处理的办法是用绸布蘸以四氯化碳或甲醇擦洗黏附物；粗糙的极面应以细金刚砂细心研磨光整；若铁芯属磨损之类。这时可在铁芯下面（不是两极面之间）垫一厚度适中的绝缘薄纸，以减少气隙间距，这一措施很是凑效（垫纸不易过厚，否则线圈失电后衔铁不能复位）。

3 讨论

3.1 线圈电流随气隙而变 继电器衔铁吸合与正常位置时，线圈两端的电压主要降在线圈感抗2nfL上，这是因为线圈直流电阻较小的缘故。线圈电感量L不但决定于线圈形状、大小，也决定于线圈周围介质的磁导率。当气隙最大时，磁导率最小，因此感抗2nfL最小。在电源电压一定的情况下，线圈电流最大；反之，当气隙最小时，线圈电流最小。所以在关和交流电磁系统时出现很大的启动电流。关和继电器时，如果衔铁被卡住、误加入直流电压、罩极线圈断裂而出现的震颤或多次频繁地操作都可使线圈通过很大电流而被烧毁，使用时必须注意这一点。

3.2 铁芯及灭电弧装置 铁芯的作用就是提供磁路。为减少铁损，通常采用相互绝缘的薄硅钢片叠制成“E”型，并在部分铁芯极面上镶嵌罩极线圈。为减少电弧的危害，一般采用桥式触点，是触点断开处的电弧电压降低，这样电弧易灭。在大功率接触器中，通常利用灭弧栅中导磁薄板具有将电弧分割成许多短电弧，降低电弧端电压和导磁薄板易于散热的特点进行灭弧。

3.3 继电器的接点工作状态

3.3.1 闭合状态 接点处于闭合状态时总存在着接触电阻。接触电阻危害极大。如使触点产生压降、耗电、温升过高而变形，严重者可使接点熔化即所谓熔焊事故。这就要求我在实际工作中要保持室内干燥清洁，定期擦洗触头，从而减轻接触电阻的危害。

3.3.2 断开过程 X线机中的许多电感性元件，如高压变压器等的工作与否多数受继电器所控制。当电感性元件失电时，由于电感存在，必会在触点间产生过电压，结果过电压与电源电压共同作用使触点间产生火花放电现象。电感量越大，火花放电现象越重。如接点间同时存在较大电容，则当接点在下一次闭合时并联着的电容就会向接点放电而产生很大的冲击电流。这样不但可使接点烧毁，还影响高压次级元件的使用寿命。

3.3.3 闭合过程 接点的闭合过程实际上是一个减幅震荡的过程，但为时极短，肉眼不易擦觉。接点闭合时，不但产生机械磨损，还会产生短电弧或火花，甚至使某些电路（如电机控制电路）出现很大的冲击电源，所以继电器的频繁动作可缩短其寿命。

3.3.4 断开过程 断开状态下接点间的距离除了保证可靠熄弧外，必须具有足够的绝缘强度。若继电器使用时间过长，反作用释放装置如弹簧的疲劳，可使接点间距缩短，极易出现击穿现象，所以对机器必须定期检修。

3.4 交变电磁吸力与分磁环 交变电磁吸力就是吸力的方向不变，但大小随着时间而变的力。由于线圈电压是易变的，故线圈电流也是交变的，从而磁路磁通的方向与大小也是随时间而变的。当磁通为0时吸力为0，当磁通最大时吸力最大。衔铁在这种力的作用下可以被吸合。但当这种吸力小于作用在衔铁上的反作用时将会被拉开，这样在工筹电流作用下将产生机械振动，势必导致接点工作不可靠，严重影响使用寿命。分磁环又称罩极线圈，其作用是使气隙中产生两个不同时过零的磁通，从而产生两个不同时过零的吸力，达到消除震颤[2]。

如果衔铁与铁芯端面贴合不紧或者表面生锈、沾染油污、尘埃等，使气隙变大，就会使环内磁通所经路径的磁阻变大，分磁效果减弱，也会产生震颤。继电器能否将衔铁吸合与正常位置，决定与线圈工作电压的高低和铁芯极面上的清洁与否。

[1] 冯开梅.医学影像设备学[M].2版.北京:人民卫生出版社，2008:52-57.

[2] 黄祥国.医学影像设备学[M].2版.北京:人民卫生出版社，2009:42-47.

10.3969/j.issn.1009-4393.2011.13.107

334000 江西医学院上饶分院 (彭德华 杨玉琴)