Глава вторая
ПРАКТИКУМ ПОИСКА ДЕФЕКТОВ
§ 8. РЕЛЕЙНО-КОНТАКТОРНЫЕ СХЕМЫ СВЕТОВОЙ И ЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАЦИИ
Как известно, схемы световой и звуковой сигнализации предназначены для преобразования информации о процессе или объекте в удобный для восприятия световой или звуковой сигнал. Независимо от сложности и назначения в схемах световой и звуковой сигнализации можно выделить следующие функциональные блоки: включения сигнальных ламп; контроля исправности световых и звукового сигналов; включения и отключения звукового сигнала.
Блок включения сигнальных ламп состоит из сигнальной лампы, контактов датчика и схемы совпадения, которая позволяет к двум состояниям сигнальной лампы («включена»—«выключена») добавить третье—«мигающий свет». Таким образом, одна лампа может контролировать три состояния объекта, три параметра или три значения одного параметра.
Блок контроля исправности световых и звукового сигналов предназначен для подтверждения достоверности информации, получаемой от схемы сигнализации. Хотя схемные решения и элементная база этого блока достаточно разнообразны, принцип их действия заключается в имитации срабатывания датчиков подачей на лампы сигналов от коммутационных аппаратов. В большинстве случаев для одновременной подачи нескольких десятков контрольных сигналов используют контакты реле или полупроводниковые диоды.
Блок включения и отключения звукового сигнала наиболее сложен. Его схемы можно разделить на две группы. К первой относятся схемы блоков однократного действия, в которых звуковой сигнал включается при срабатывании первого (по времени) датчика, а отключается после размыкания контактов всех датчиков. Срабатывание второго (третьего, четвертого и т. д.) датчика при замкнутом контакте первого не изменяет состояния схемы звуковой сигнализации. Ко второй относятся схемы блоков многократного действия, позволяющие отключать звуковой сигнал при замкнутых контактах датчиков. При срабатывании очередного по времени датчика включается и звуковой сигнал.
Рис 50. Схема световой и звуковой сигнализации
Пример 42. Схема световой и звуковой сигнализации (рис. 50) состоит из сигнальных ламп Н1 — Нп, диодов VI — Vn, конденсаторов С1 — Сп, резисторов R1— Rn; контактов датчиков Е1—Еп, реле К1 включения звукового сигнала НН\ кнопок: SG контроля исправности сигнальных ламп и звукового сигнала и SA отключения звукового сигнала.
Дефект проявляется при попытке отключить звуковой сигнал после срабатывания одного из датчиков Е1—Еп. При нажатии кнопки звуковой сигнал НН отключается, но при отпускании ее вновь включается.
Проявление дефекта позволяет сделать вывод о том, что контакт К1:2, включающий сигнал
НН, исправен, так как исправна катушка реле К1 и его механическая часть, воздействующая на этот контакт. Основанием служит то, что при снятии питания с катушки нажатием на кнопку SA снимается питание с сигнала НН.
Рассмотрим причины подачи питания на катушку реле К1:1 при возврате кнопки 5Л в исходное положение. Из схемы видно, что катушка может получать питание по цепи 1—2 через собственный контакт К1:1 или по цепи 2—3 от одной или нескольких RС-цепочек. Таким образом, можно выдвинуть два предположения о причине дефекта: неисправны контакт К1:1 реле К1 или одна либо несколько К -цепочек.
Проверим первое предположение. Так как в обесточенной схеме контакт К1:1 должен быть разомкнут, то его исправность может быть проверена подключением пробника Р к точкам 1—2. Предположим, что стрелка пробника отклонилась вправо до предела, а показания уменьшились. Это свидетельствует о том, что между точками / и 2 включено сопротивление. Что это: неисправность контакта К1:1 или влияние схемы? Проанализировав схему, увидим, что, помимо контакта К1: U цепь между точками 1—2 может замыкаться, если замкнут хотя бы один из контактов Е1—Еп через RC-цепочку и нечетный диод VI—Vn-u В этом случае пробник подключен к цепи: плюсовой щуп — замкнутый контакт датчика (для наглядности на рис. 50 замкнуты перемычками контакты Е1 и Е2) — RC-цепочка — нечетный диод (при замкнутых контактах Е1 и Е2—диоды VI и V3)—минусовой щуп. Для проверки изменим полярность включения пробника в схему. Пробник показывает, что цепь 1—2 разомкнута.
Следовательно, контакт К1:1 реле К1 исправен, а неисправна одна из ЯС-цепочек, причиной чего может быть уменьшение сопротивления между точками 4—5, что происходит из-за замыкания обкладок конденсатора С или недостаточного сопротивления разрядного резистора R.
Анализируя возможные причины неисправности RC- цепочек, необходимо вспомнить, что при подключении плюсового щупа пробника Р к точке 1 для проверки цепи 1—2 стрелка сначала отклонялась вправо до предела, что свидетельствует о замыкании его щупов через сопротивление, близкое к нулю, а затем показания уменьшались и стрелка останавливалась в начальной части шкалы. Это характерно для процесса заряда конденсатора С, и,' следовательно, замыкание в нем исключается.
Чтобы уточнить сопротивление между точками 4 и 5 измерим его омметром PQ. Показания омметра 400 Ом. Номинальное сопротивление резистора, указанное на его корпусе, 420 Ом (допуск ± 5 %). Следовательно, резистор исправен. В документации указано, что в схеме должен быть установлен резистор сопротивлением 420 кОм. Проверив визуально другие резисторы, убедимся, что они также имеют сопротивление 420 Ом. Таким образом, заменив резисторы, устраним дефект.
Пример 43. При отключении автоматического выключателя QF1 (на рис. 51, а показаны только его вспомогательные контакты QF1:1 и QF1:2) сгорает вставка предохранителя F1, через который питание подается как на
схему сигнализации, так и на схему управления (на рис. Г>1,а не показана).
По проявлению дефекта можно предположить короткое замыкание в цепи питания. Применим способ проверки электрических цепей под напряжением. Оставив выключатель QF1 отключенным, присоединим контрольную лампу НА последовательно к цепи питания, вставим исправную плавкую вставку в предохранитель F1 и подадим питание на схему. Предварительно проверенная кон1 рольная лампа НА не горит, поэтому можно сказать, что в отключенном положении выключателя короткое замыкание отсутствует.
Рис. 51. Схемы автоматического выключателя (а) и световой сигнализации на газосветных лампах (б)
Так как выключатель может находиться еще в одном состоянии — включенном, снимем напряжение со схемы и, переключив выключатель, подадим его снова. Контрольная лампа НА опять не горит, следовательно, короткое замыкание отсутствует. Восстановим схему и, подав напряжение, отключим выключатель. Осмотрев выключатель, увидим, что плавкая вставка предохранителя F1 перегорела.
Так как при проверке правильности электрических цепей во включенном и выключенном состояниях автоматического выключателя никакие дефекты не найдены, можно предположить, что дефект, приводящий к перегоранию плавкой вставки предохранителя F1, проявляется только в промежуточном состоянии выключателя, в котором он находится кратковременно — при переходе из включенного состояния в отключенное.
Проведенные проверки позволяют уточнить предположение о причине дефекта: во время переключения выключателя происходит кратковременное короткое замыкание. Для проверки подключим пробник Р, как показано на рис. 51, а, и будем включать и отключать выключатель QF1. Обратив внимание на то, что при отключении выключателя стрелка пробника отклоняется вправо, а затем возвращается в исходное положение, убедимся в правильности предположения о причине дефекта.,
Для определения местонахождения дефекта осмотрим механическую часть выключателя. Применяя визуальный контроль, мы выяснили, что подвижная тяга, имеющая надежный контакт с корпусом включателя, в конечном или исходном положении не касается вывода вспомогательного контакта QF1:2, а при переключении касается его. Таким образом, дефект, приводивший к перегоранию плавкой вставки предохранителя F1, найден.
Пример 44. Особенность схемы сигнализации на газосветных лампах (рис. 51,6) состоит в том, что испправность ламп контролируется при питании их однополупериодным напряжением, поступающем через диоды VI — Vn. Дефект проявляется в том, что при нажатии кнопки 5 «Контроль исправности ламп» ни одна лампа не горит. Причинами этого могут быть неисправность всех ламп сигнализации или блока контроля их исправности, а также неправильный монтаж схемы.
Первая причина нереальна, поэтому рассматривать ее не будем. Из двух других вначале проверим третью, используя технологический переход «проверка электрических цепей», который выполним непосредственным способом. Проверка показала, что схема смонтирована правильно и, следовательно, это предположение несостоятельно.
Блок контроля исправности ламп начнем проверять с кнопки 5’ при снятом питании, для чего подключим параллельно ей к точкам 3—2 пробник Р (поз. /). Если пробник реагирует на замыкание контакта кнопки 5, то можно считать ее исправной. В проверяемый блок входят также диоды VI—Vn, исправность которых проверим, подключив пробник Р (поз. //), соблюдая полярность. При замыкании и размыкании контакта кнопки 5 показания пробника изменяются, следовательно, диод исправен.
Таким образом, выдвинутые предположения о причине дефекта оказались несостоятельными. В чем же причина дефекта?
Так как проверки показали, что блок контроля исправности ламп не имеет дефектов, на проверяемые лампы Н1—Нп должно поступать контрольное напряжение, имитирующее срабатывание датчика. Проверим это, подключив контрольную лампу НА, как показано на рис. 51,6, и подав питание на схему. При нажатии кнопки S лампа НА горит и, следовательно, на лампы поступает контрольное напряжение. Возникает вопрос, почему же не горят проверяемые лампы Н1—Нп при подаче на их электроды контрольного напряжения? Необходимо вспомнить, что газосветные лампы, примененные в схеме, имеют такую характеристику, как порог зажигания. Если напряжение на электродах лампы ниже порога зажигания, она не горит. Подключим электромагнитный вольтметр PU и измерим напряжение на электродах лампы при нажатой кнопке S. Вольтметр покажет напряжение 50 В. Между тем напряжение питания схемы 127 В, а порог зажигания ламп этого типа 70 В. Поэтому понятно, что лампа, имеющая порог зажигания 70 В, не загорается при подаче контрольного напряжения 50В. Где же происходит потеря напряжения 127 В- 50 В««77 В?
Изучая схему, следует обратить внимание что, что контроль исправности ламп проводится однополупериодным напряжением, выпрямленным диодами. Как известно, действующее значение выпрямленного напряжения при однополупериодном выпрямлении составляет 45 % действующего значения переменного напряжения, подаваемого на схему выпрямления.
Таким образом, причина дефекта — схемная ошибка, допущенная на стадии проектирования из-за недооценки важности системы питания. Чтобы устранить эту ошибку, необходимо использовать лампы с меньшим чем 50 В порогом зажигания либо подавать на блок контроля их исправности напряжение не 127 В, а не меньше чем 70:0,45=155 В.
