X線機繼電器常見故障分析與處理

彭德華 楊玉琴

X線機繼電器常見故障分析與處理

彭德華 楊玉琴

當今醫學影像設備已經普及到各鄉鎮、社區等醫療服務機構，是臨床不可缺少的檢查項目之一。由于常規X線機元部件多，使用頻率高，故障率也相對較高，如不能快速檢修，將直接影響醫療工作的開展。

X線機；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，它廣泛應用于X線機主機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線機設備檢修中，經常遇到繼電器相關的故障，現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

當線圈受到激勵后銜鐵與鐵芯間產生磁通吸引力。如果所產生的本矩大于釋放彈簧等產生的反作用力矩時，銜鐵開始向鐵芯方向運動，從而使常開的觸頭閉合；當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，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、維護保養不當及元件質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。不能用一般的細砂擦，以免表面毛糙。

2.1.2 不光滑凹凸不平 用細砂輕擦即可。嚴重者須先氧焊，再磨平。

2.1.3 變形 可造成接點脫出，嚴重時可與其他觸點發生短路，最好是更換觸點。

2.2 線圈斷電后，銜鐵不能復位

原因多為鐵芯剩磁（磁鐵片質量差）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磁鑄方向紊亂，從而達到去磁的目的；臨時應急時，可在極之間塞一層紙或其他絕緣片。后者可用細砂紙醉鐵芯極面上輕輕摩擦，擴大氣隙，以消除故障。

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

2.4 繼電器線圈通電后震顫，銜鐵吸合不穩定 其原因及處理如下：

2.4.1 分磁環問題，如分磁環脫落或斷裂 機械振動可致脫落或斷裂，但多數為線圈電壓過高或電流過大而使分磁環感應電流太大發熱所致。處理的方法是更新分磁環，環與銜鐵槽口要緊密粘合，必要時加以銀焊。斷裂的分磁環修復時最好是銀焊，也可自制一規格相適應的銅環代替。

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，但當其負載時實際端電壓低于額定值，則可確定線圈已有短路存在（當然也可用其他方法確定），這時要更新線圈。

2.4.3 機械問題 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；粗糙的極面應以細金剛砂細心研磨光整；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的磁導率。當氣隙最大時，磁導率最小，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，當氣隙最小時，線圈電流最小。所以在關和交流電磁系統時出現很大的啟動電流。關和繼電器時，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磁薄板易于散熱的特點進行滅弧。

3.3 繼電器的接點工作狀態

3.3.1 閉合狀態 接點處于閉合狀態時總存在著接觸電阻。接觸電阻危害極大。如使觸點產生壓降、耗電、溫升過高而變形，嚴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線機中的許多電感性元件，如高壓變壓器等的工作與否多數受繼電器所控制。當電感性元件失電時，由于電感存在，必會在觸點間產生過電壓，結果過電壓與電源電壓共同作用使觸點間產生火花放電現象。電感量越大，火花放電現象越重。如接點間同時存在較大電容，則當接點在下一次閉合時并聯著的電容就會向接點放電而產生很大的沖擊電流。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，不但產生機械磨損，還會產生短電弧或火花，甚至使某些電路（如電機控制電路）出現很大的沖擊電源，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，極易出現擊穿現象，所以對機器必須定期檢修。

3.4 交變電磁吸力與分磁環 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。當磁通為0時吸力為0，當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生機械振動，勢必導致接點工作不可靠，嚴重影響使用壽命。分磁環又稱罩極線圈，其作用是使氣隙中產生兩個不同時過零的磁通，從而產生兩個不同時過零的吸力，達到消除震顫[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，就會使環內磁通所經路徑的磁阻變大，分磁效果減弱，也會產生震顫。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.醫學影像設備學[M].2版.北京:人民衛生出版社，2008:52-57.

[2] 黃祥國.醫學影像設備學[M].2版.北京:人民衛生出版社，2009:42-47.

10.3969/j.issn.1009-4393.2011.13.107

334000 江西醫學院上饒分院 (彭德華 楊玉琴)