GJB1513A-2009《混合和固體延時繼電器通用規(guī)范》介紹

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(陜西群力電工有限責任公司，陜西寶雞，721300)

1 引言

我國軍用混合和固體延時繼電器在上世紀70年代開始研制和生產，當時主要生產的產品是非密封的，產品沒有通用的標準，主要是依據產品技術條件進行研制和生產。進入80年代后，根據國防工業(yè)發(fā)展和需求及國內軍用混合和固體延時密封繼電器的生產技術水平，由當時的第四工業(yè)機械部組織國內主要延時繼電器生產企業(yè)(國營第七九二廠、國營第八九一廠、原上海無線電八廠等)和第四工業(yè)機械部標準化研究所等單位，在參考美歐和日本等國家標準的基礎上，結合國內延時繼電器的生產技術水平，制訂和發(fā)布了國內最早的部級(行業(yè))標準SJ2456-1984《電子時間繼電器 總技術條件》，標準由中華人民共和國電子工業(yè)部于1984年1月27日發(fā)布，1984年10月1日實施。標準適用于觸點最大負載達10A，切換功率為直流300W或交流1200VA的混合式和固體時間繼電器。

而上世紀80年代未至90年代初期隨著國防工業(yè)的現代化對高可靠軍用混合和固體延時繼電器要求的日益提高，由當時國防科學技術工業(yè)委員會組織國內延時繼電器方面的設計、生產、檢測專家成立了國家軍用標準項目起草工作組，制訂了第一個軍用混合和固體延時繼電器的國家軍用標準GJB1513-1992《混合和固體延時繼電器總規(guī)范》(等同采用美軍標MIL-PRF-83726B[1986])，標準由國防科學技術工業(yè)委員會于1992年10月28日發(fā)布，1993年6月1日實施，該標準的第一次修訂版GJB1513A-2009《混合和固體延時繼電器通用規(guī)范》(等同采用美軍標MIL-PRF-83726C[2002])，標準由中國人民解放軍總裝備部于2009年5月25日發(fā)布，2009年8月1日實施。

2 GJB1513A-2009標準主要內容

2.1GJB1513A-2009《混合和固體延時繼電器通用規(guī)范》標準共有6章和附錄A。第1章中規(guī)定了適用范圍，即混合和固體延時繼電器是由混合集成電路、固體電子器件和一個電磁繼電器或固體輸出電路組合而成。其適用于航天、航空和相關地面支持電氣和電子系統及設備。

2.2第2章包含標準的引用文件主要是國家標準5項、國家軍用標準13項、行業(yè)標準1項，其中以國家軍用標準為主要引用文件。

2.3第3章是標準的核心技術要求，其內容包含總則、 材料、金屬、電磁線、、接口和結構、篩選、可焊性、密封、介質耐電壓、絕緣電阻、靜態(tài)接觸點阻和觸點電壓降及輸出電壓降、輸出漏電流(適用于C類繼電器)、輸入電流、波形失真(適用于C類交流繼電器)、直流失調電壓(適用于C類交流繼電器)、電流范圍(適用于C類交流繼電器)、零點交越(適用于C類交流繼電器)、偏流(適用于C類繼電器)、最大關斷電壓(適用于C類繼電器)、瞬變、定時循環(huán)、在循環(huán)時間、反極性(適用于直流工作繼電器)、電磁干擾、串音、電容、連續(xù)電流、線圈壽命(適用于D類和E類繼電器)機械壽命(適用于E類繼電器)、耐焊接熱、鹽霧(腐蝕)、溫度沖擊、低溫工作、沖擊(規(guī)定脈沖)、高頻振動、穩(wěn)態(tài)加速度、耐溶劑、安裝螺栓和引出端強度、耐濕(適用于非氣密式密封繼電器)、過負載(適用于C類、D類、E類繼電器)、壽命、中等電流(適用于D類和E類繼電器)、極限通斷能力(適用于E類繼電器)、限時電流繼電特性(適用于E類繼電器)、低電平(適用于D類和E類繼電器)、掃頻振動、標志、玻璃絕緣子、循環(huán)利用和合適或環(huán)保優(yōu)質材料、加工質量。

在這些核心技術要求中規(guī)定了詳細的技術指標，如延時繼電器的內外部材料能發(fā)霉、自熄、不助燃、不釋放有害氣體，內外部金屬零件禁止使用汞和汞化合物、禁止使用鎂和鎂化合物(觸點除外)，金屬零件電鍍和其它加工處理后應達到耐腐蝕要求，但不得鍍鋅、鎘、錫(只有鉛的含量至少為3%時才可使用錫-鉛鍍層)，所有有源器件應氣密封或封裝在一氣密封外殼內，質量等級為一個級并應在-55℃、25℃、125當觸點負載電流不大于5A(阻性)時，觸點試驗負載為低電平下篩選，密封性規(guī)定為漏率不應大于1×10-3Pa·cm3/s，觸點或輸出壓降不大于0.1V，絕緣電阻不小于1000MΩ，介質耐電壓為1000Vr.m.s.且漏電流不應超過1mA，沖擊和振動(10Hz～3000Hz、196m/s2)試驗中對觸點的監(jiān)測水平不大于10μs，產品過負載試驗中規(guī)定產品試驗中閉合觸點間的電壓降不應大于所加負載電壓的5%，斷開觸點間的電壓不應小于所加負載電壓的95%；產品壽命試驗中規(guī)定產品試驗中觸點失效的監(jiān)測水平，對于低電平試驗接觸電阻不應大于100Ω，對于高電平試驗不應大于所加負載電壓的5%，斷開觸點間的電壓應不小于所加負載電壓的95%，試驗后的靜態(tài)接觸電阻值不得超過規(guī)定初始值的兩倍；產品中等電流試驗中規(guī)定產品試驗中觸點失效的監(jiān)測水平，閉合觸點的接觸電阻不應大于3Ω，斷開觸點間的電壓應不小于所加負載電壓的95%，而對于環(huán)保在滿足產品性能和壽命要求時，應盡量使用循環(huán)利用和回收及環(huán)保優(yōu)質材料等等。

2.4第四章也是標準的核心內容，規(guī)定了質量保證要求，包括檢驗分類和條件、校準計量系統、鑒定檢驗、鑒定合格資格的保持、質量一致性檢驗、檢驗方法等。

2.4.1 鑒定檢驗可在符合生產實際的環(huán)境條件下進行,鑒定檢驗表共分5組。第1組檢驗項目是“篩選、目檢和機械檢查(內部，1只未封罩的樣品，只經受內部檢驗。外部，只對2只樣品進行尺寸和重量檢查)、可焊性(3只樣品)、介質耐電壓、絕緣電阻、靜態(tài)接觸電阻和觸點電壓降及輸出電壓降、輸出漏電流(只適用于C類延時繼電器)、輸入電流、波形失真(只適用于C類交流延時繼電器)、直流失調電壓(只適用于C類交流延時繼電器)、電流范圍(只適用于C類交流延時繼電器)、零點交越(只適用于C類交流延時繼電器)、偏流(只適用于C類延時繼電器)、最大關斷電壓(只適用于C類延時繼電器)、瞬變、定時循環(huán)、再定時循環(huán)、反極性(只適用于直流工作延時繼電器)、密封”，受檢的樣品數為所有樣品，允許的失效數為0只，這一組的檢驗相當于延時繼電器的正常交收檢驗。第2組檢驗項目是“電磁干擾、串音(當規(guī)定時)、電容(當規(guī)定時)、連續(xù)電流、線圈壽命(只適用于D類和E類延時繼電器)、機械壽命(只適用于E類延時繼電器)、耐焊接熱(不適用于插座插入式和螺紋式引出端)、鹽霧、密封”， 受檢的樣品數為4只，允許的失效數為1只，這一組的檢驗是考核延時繼電器的電性能、機械性能及部分環(huán)境適應能力。第3組檢驗項目是“溫度沖擊、低溫工作、沖擊(規(guī)定脈沖)、高頻振動、穩(wěn)態(tài)加速度(不只適用于C類延時繼電器)、耐溶劑、安裝螺栓和引出端強度、耐濕(只適用于非氣密式密封延時繼電器)、密封”，受檢的樣品數為4只，允許的失效數為1只，這一組的檢驗是考核延時繼電器的環(huán)境適應能力。第4組檢驗項目是“過負載(只適用于C類、D類、E類延時繼電器)、壽命、密封”， 受檢的樣品數為4只，允許的失效數為1只，這一組的檢驗是考核延時繼電器的過載和電壽命能力，其中“過負載”試驗項目，只適用于C類-固體延時繼電器和D類-混合延時繼電器(未進行GJB65B-1999規(guī)定認證)及E類-混合延時繼電器(未進行GJB2888-1997規(guī)定認證)。第5組檢驗項目是“中等電流(只適用于D類和E類延時繼電器)、極限通斷能力(只適用于E類延時繼電器)、限時電流繼電特性(25℃下，適用于E類延時繼電器，當適用時)、低電平(只適用于D類和E類延時繼電器，當規(guī)定時)、密封(只適用于D類和E類延時繼電器)”， 受檢的樣品數為4只，允許的失效數為1只，這一組的檢驗是考核延時繼電器的特定性能，主要針對延時繼電器中使用的電磁繼電器且這些電磁繼電器沒有通過相關國家軍用標準的合格認證。另外鑒定檢驗表中有3條腳注，其中第2條是針對“壽命”試驗，規(guī)定C類、D類、E類延時繼電器每種額定負載只需要1只樣品，但是該組的樣品數至少為4只。第3條規(guī)定鑒定檢驗表中的第5組的全部項目只適用于電磁繼電器。

2.4.2 質量一致性檢驗中A組檢驗即逐批檢驗或產品交貨檢驗，A組檢驗分為A1、A2、A3、A4分組, A1分組項目為“篩選”，A2分組項目包含“介質耐電壓、絕緣電阻、靜態(tài)接觸電阻和觸點電壓降及輸出電壓降、輸出漏電流(只適用于C類延時繼電器)、輸入電流、波形失真(只適用于C類交流延時繼電器)、直流失調電壓(只適用于C類交流延時繼電器)、電流范圍(只適用于C類交流延時繼電器)、零點交越(只適用于C類交流延時繼電器)、偏流(只適用于C類延時繼電器)、最大關斷電壓(只適用于C類延時繼電器)、反極性(只適用于直流工作延時繼電器)、定時循環(huán)、再定時循環(huán)”，A3分組項目為“可焊性”，A4分組項目包含“目檢和機械檢查、密封”。A1、A2、A4分組為100%檢驗，剔除所有不合格品，但A2分組的剔除不能超過5%。A3分組的可焊性應從每個檢驗批或A2分組電氣失效的或由于其它性能判拒而被拒收的繼電器中隨即抽取2只樣品試驗，如出現不合格，則認為該批不合格，但可焊性拒收批標準中還規(guī)定了相關的返工方案。

2.4.3 B組檢驗和C組檢驗組成周期檢驗，

2.4.3.1 B組檢驗項目包含“輸入電流、反極性(只適用于直流工作延時繼電器)、瞬變、溫度沖擊、掃頻振動、壽命(阻性負載、感性負載、燈負載、直流或交流電動機)、密封”，樣品應在經過A組檢驗并合格的檢驗批中抽取，應從每500只產品或每6個月周期內(以先出現者為準)抽樣數為2只，不允許失效。如果在6個月周期內未生產產品，則在下一個6個月周期內應有4只延時繼電器進行試驗，如果仍然未生產產品，則在18個月期間內應有6只延時繼電器進行試驗，依此類推。“壽命”的樣品應按照承制方確定和經鑒定機構批準的預定順序進行試驗，詳細規(guī)范中規(guī)定的所有負載均應試驗，所有負載在一個維持周期(12個月)內不必全部試驗，但在24個月維持周期內應全部進行試驗。另外115/200V的三相交流試驗適用時，不要求進行115V單相交流負載試驗。

2.4.3.2 C組檢驗由C1分組、C2分組、C3分組組成，試驗周期為24個月且不允許失效，C1分組試驗項目是“連續(xù)電流、耐濕(只適用于非氣密式密封延時繼電器)”， 受檢的樣品數為2只，C2分組試驗項目是“過負載(只適用于C、D、E類延時繼電器)、壽命(直流阻性1只和交流阻性1只)、密封”， 受檢的樣品數為2只，C3分組試驗項目是“耐焊接熱、鹽霧、溫度沖擊、沖擊、高頻振動、穩(wěn)態(tài)加速度、安裝螺栓和引出端強度、密封”， 受檢的樣品數為2只。

2.4.4 A組檢驗和B組檢驗及C組檢驗構成鑒定合格資格的保持的完整過程，使產品的質量得到了保證和控制。

對于樣品未通過B組檢驗及C組檢驗，承制方應立即停止產品交貨和A組檢驗，在5個工作日內將失效情況報告鑒定機構和監(jiān)督檢查機構；查明失效原因，在材料、工藝或其它方面提出糾正措施，經鑒定機構批準后，對能夠進行糾正的所有產品采用糾正措施；如果B組檢驗中只發(fā)生1次單獨孤立的失效，且出現問題的繼電器已在相應負載下試驗完成了規(guī)定的最少循環(huán)次數的50%，則承制方可自行確定抽取3只增加的繼電器進行相同的B組檢驗，如果3只增加的繼電器C組檢驗合格，則可作為1次隨機、孤立失效的證據交給鑒定機構，而無需再采取糾正措施；完成糾正措施后，重新抽取樣品進行B組檢驗或C組檢驗，是對全部項目檢驗或僅對原樣品失效項目檢驗由鑒定機構確定；重新抽取樣品進行B組檢驗或C組檢驗合格后，產品交貨和A組檢驗可重新開始；如果重新抽取樣品進行C組檢驗或D組檢驗仍不合格，承制方應將有關失效情況報告鑒定機構和審查機構。

2.5檢驗方法

標準中規(guī)定的通用試驗方法與其它電磁繼電器國家軍用標準基本相同，主要是引用GJB360A-1996《電子及電氣元件試驗方法》、GJB548A-1996《微電子器件試驗方法和程序》和GJB2438A-2002《混合集成電路通用規(guī)范》、GJB151-1986《軍用設備和分系統電磁發(fā)射和敏感度要求》和GJB152-1986《軍用設備和分系統電磁發(fā)射和敏感度測量》。同時還規(guī)定了符合混合和固體延時繼電器自身特性的試驗要求的詳細規(guī)則。

2.6第五章規(guī)定了防護包裝、裝箱、運輸、存儲及標志等應符合合同或訂單的要求。

2.7第六章說明事項規(guī)定了預定用途、訂貨文件中應明確的內容、儲存壽命、金屬間的接觸、安裝損耗、軍用零件號、電磁線、術語和定義等。附錄A中規(guī)定了繼電器引出端的焊料浸漬和再浸漬的詳細要求。

3 標準貫徹中的注意事項

3.1在使用標準時，應首先詳細分析標準的適用范圍，只有混合延時繼電器和固體延時繼電器適用于該標準，其中混合延時繼電器是由混合集成電路、固體電子器件(含分立元器件)與電磁繼電器(TO-5型電磁繼電器、晶體罩電磁繼電器、平衡力式電磁繼電器、接觸器、斷路器等)組合，固體延時繼電器由混合集成電路、固體電子器件(含分立元器件)與固體輸出電路組合，標準中規(guī)定了混合集成電路、固體電子器件(含分立元器件)、固體輸出電路的要求，同時又規(guī)定了電磁繼電器的相關要求，所以使用標準時，應對混合集成電路、半導體、電磁繼電器相關基礎知識進行學習。

3.2GJB1513A-2009標準只規(guī)定了一個質量等級，我們認為這種規(guī)定不符合我國國情，應該將質量等級分為一級只二級或一級只三級，這樣可以適用于各種應用環(huán)境和各種應用系統。

3.3對繼電器內部的電子元器件的評價規(guī)定了，可按GJB2438A-2002的附錄C中相應規(guī)定進行評價，我們認為該評價方法可以采用，但是還應規(guī)定一些符合“混合和固體延時繼電器”自身特點的評價方法。

3.4對于混合延時繼電器的延時電路標準中規(guī)定，可以封裝在單獨的氣密封腔體中，然后再和電磁繼電器一起封裝在一個氣密封腔體內。也可以將延時電路與電磁繼電器或電磁繼電器機構封裝在同一個氣密封腔體中。這樣給混合延時繼電器提供了更多的設計方案。

3.5標準3.5.1條規(guī)定“……；對于延時電路在電磁繼電器內部的混合繼電器，電磁繼電器在設計與結構上應相似，并應采用基本相同的材料和工藝進行制造，同一個型號的規(guī)格系列應按相應的通用規(guī)范經鑒定合格。在連接延時電路之前，電磁繼電器應在室溫下的氮氣環(huán)境中進行3000次機械運行(不監(jiān)測)如無其他規(guī)定，循環(huán)速率應為(600±100)次每分鐘。”這里的規(guī)定主要對電磁繼電器進行老煉，如果電磁繼電器的生產區(qū)域與混合延時繼電器的生產區(qū)域為同一個潔凈區(qū)域，這個規(guī)定完全正確。但是目前國內的生產單位的電磁繼電器生產區(qū)域與混合延時繼電器的生產區(qū)域不在同一處，在“氮氣環(huán)境中”老煉后，在“連接延時電路”時，可能會對電磁繼電器觸點造成二次污染，所以這個問題各生產單位應根據實際情況進行規(guī)定。

3.6標準3.36條規(guī)定“穩(wěn)態(tài)加速度(適用于A類、B類、D類和E類繼電器)”，我們認為“穩(wěn)態(tài)加速度”也應該適用于“C類固體延時繼電器”。國內航天、航空的用戶都要求對產品進行“穩(wěn)態(tài)加速度”試驗。

3.7標準4.7.2.5條“老煉”規(guī)定“繼電器應按GJB548A-1996中方法1015A規(guī)定進行試驗，并采用下系列細則和特殊規(guī)定：a)試驗時間：至少160h；b)試驗條件：B(適用于C類繼電器)；其他類繼電器觸點試驗負載(直流最大值或交流峰值)；當觸點負載電流不大于4A(阻性)時，觸點試驗負載為低電平；當觸點負載電流大于5A(阻性)時，負載一般為10mA，6V；c)試驗溫度：環(huán)境溫度最低125℃或規(guī)定的最高工作溫度；d)試驗安裝：正常安裝方法；e)老煉前后的測量及漂移允許范圍按4.7.2.4規(guī)定；f)GJB548A-1996中方法1015A的4f條不適用；g)完成測量的時間：按規(guī)定。”這條老煉試驗方法規(guī)定的內容比較細，對于C類固體延時繼電器完全適用(所有型式)，但是對于混合延時繼電器(除4型)，特別是延時電路單獨密封后與電磁繼電器機構連接后再進行密封的混合延時繼電器或延時電路直接與電磁繼電器機構連接后再密封的混合延時繼電器，這種方法只對延時電路進行了規(guī)定的老煉，但對于電磁繼電器沒有進行充分的老煉，電磁繼電器的老煉應是在規(guī)定的最高和最低工作溫度下，在一定的動作速率下進行規(guī)定的次數(2500次～3000次)的循環(huán)，所以我們認為對于“老煉”應按照標準規(guī)定“環(huán)境溫度最低125℃或規(guī)定的最高工作溫度”和“至少160h”及其它要求，先以產品的定時循環(huán)時間和再循環(huán)時間之和為循環(huán)周期，讓產品循環(huán)動作2500次～3000次(以詳細規(guī)范規(guī)定為準)，對于定時循環(huán)時間和再循環(huán)時間之和較短的產品，循環(huán)結束后，按照標準規(guī)定將剩余時間的老煉完成，對于定時循環(huán)時間和再循環(huán)時間之和很長的的產品，在160h內按照實際循環(huán)次數進行老煉，這樣的“老煉”方法即考核混合延時繼電器的延時電路，同時又考核了電磁繼電器機構。對于這個問題原GJB1513-1992《混合和固體延時繼電器總規(guī)范》標準規(guī)定的“4.7.2篩選”中的“4.7.2.3負載條件試驗”規(guī)定的內容比較科學、正確、合理。

3.8關于延時繼電器鑒定檢驗表中2組、3組、4組、5組抽樣，對于單一延時時間的產品，按照標準規(guī)定進行抽樣執(zhí)行。但是對于多個延時時間的產品(如延時時間為0.1s、0.5s、1s、5s、10s、50s、100s)或延時時間為某一個范圍的產品(如延時時間為0.1s～1000s)，只抽取任意一種延時時間產品進行鑒定試驗，是不全面且不能代表產品的真實質量水平，我們認為這幾組中的4只樣品抽樣方法，是一只為最小延時時間產品，一只為最大延時時間產品，一只為中間延時時間產品，最后一只可以是上述三種延時時間的任意一種，由產品詳細規(guī)范確定。這種抽樣方案全面、合理、科學的驗證產品結構設計，完全能代表產品的真實質量水平。

3.9對于B組檢驗，第一次抽取的2只產品中，一只為最小延時時間產品，一只為最大延時時間產品，如果是4只，應按上述鑒定檢驗的方法執(zhí)行，如果是6只，二只為最小延時時間產品，二只為最大延時時間產品，二只為中間延時時間產品。

3.10對于C組檢驗，C1分組和C2分組及C3分組中的2只產品，抽取一只為最小延時時間產品，另一只為最大延時時間產品。

4 結束

GJB1513A-2009《混合和固體延時繼電器通用規(guī)范》是目前國內貫徹和實施的軍用混合和固體延時繼電器標準中技術水平很好、應用范圍很廣、使用和操作合理的國家軍用標準，國內已有幾條按照該標準的建立的貫國軍標生產線(QML),目前生產線運行良好。所以該標準將在今后一段時間里作為我國軍用混合和固體延時繼電器的主導標準。