密封繼電器“七專”技術條件和國軍標GJB1042A-2002差異

(陜西群力電工有限責任公司， 陜西寶雞， 721300)

1 概述

上世紀八十年代中期，由全國第六次電子元器件高可靠工作會議審定，原國防科學技術工業委員批準發布了QJ8406《軍用電子元器件“七專”技術條件》，其中軍用密封電磁繼電器是QJ840617《密封電磁繼電器“七專”技術條件》，1985年6月27日公布、1985年9月1日實施。隨后八十年代末期，在原國防科學技術工業委員會領導下，由國營第七九二廠負責成立了國家軍用標準項目起草工作組，制定了GJB1042-1990《電磁繼電器總規范》(等同采用美軍標MIL-R-5757G[1982]，該標準的現行有新版本為GJB1042A-2002《電磁繼電器通用規范》(等同采用美軍標MIL-R-5757H[1996]。該標準是我國軍用密封電磁繼電器國家軍用標準體系中重要的一項，標準適用于觸點負載從低電平至額定值為10A(直流或交流)氣密式密封直流電磁繼電器。

2 “七專”技術條件與GJB1042A-2002差異

QJ840617《密封電磁繼電器“七專”技術條件》是在“7905”技術協議基礎上結合貫徹實施的經驗并參考國內外有關標準制定，它的主要技術要求采用的是當時第四機械工業部部頒標準SJ891-1974《電磁繼電器總技術條件》，試驗方法采用SJ287-1974《電磁繼電器試驗方法》，同時增加相關繼電器的可靠性方面的性能要求。下面以QJ840617技術條件為主線分析對比。

2.1 總則

2.1.1 目前國內各軍用繼電器生產單位除了生產早已列入《“七專”電子元器件目錄》的產品外，其它生產的符合QJ840617技術條件的產品，全是按照用戶方提出的要求，其中還包括所謂的“七專”加嚴產品。而GJB1042A標準適用于觸點負載從低電平至額定值10A(交流或直流)的氣密式密封電磁繼電器。后者明確規定了繼電器是氣密式密封和觸點負載范圍。

2.1.2 “七專”產品必須嚴格按QJ8406《軍用高可靠“七專”電子元器件可靠性工作管理辦法》進行管理。而GJB1042A標準雖然沒有規定失效率等級考核要求，但繼電器的壽命試驗明確規定必須在額定值負載條件下且在125℃下循環105 次，試驗樣品數量至少為4只，失效數為0。

2.1.3 按QJ840617技術條件提供的產品其外殼和包裝單應有“七專”標志“(G)”。而GJB1042A標準規定的軍用零件號為字母“J”、詳細規范號、給定的序號組成，即J1042/10-005。

2.1.4 如果用戶對“七專”產品還有特殊要求，可在補充技術協議或訂貨合同中注明。而GJB1042A標準在執行過程中，這一方面與QJ840617技術條件是相同的，即技術協議或訂貨合同是最上層文件。

2.2 篩選

成品出廠前必須進行100%的篩選并剔除早期失效產品見表1。GJB1042A標準中規定的篩選，只包含“內部潮濕和運行”，且在鑒定檢驗的第1組和質量一致性檢驗的A1組中進行試驗，GJB1042A標準中質量一致性檢驗的A組檢驗(逐批檢驗即為產品交貨檢驗)中“A1組”和“A4組”檢驗項目和要求(100%檢驗并剔除所有不合格品)與表1基本相同，“A1組”檢驗項目為振動(正弦)→振動(隨機)→篩選(內部潮濕)→篩選(運行)，“A4組”檢驗項目為“外部目檢和機械檢查→密封”，GJB1042A規定振動(正弦和隨機)均為閉合觸點的斷開不超過10sμ和斷開觸點閉合或橋接不超過1sμ，而QJ840617技術條件規定為閉合觸點的斷開和斷開觸點閉合不超過10sμ。但是GJB1042A規定的“運行”試驗為常溫下進行，而表1中規定的“運行”為高、低溫下進行，這一點比GJB1042A嚴格。

表1 篩選

2.3 技術要求和試驗方法

2.3.1 單個產品

繼電器的外形尺寸、結構形式、環境條件及全部電參數均應符合現行產品技術標準和和供需雙方的技術協議要求。而GJB1042A標準中規定設計和結構(接口、尺寸和重量等)應符合產品詳細規范，環境條件應符合通用規范，電氣參數應符合通用規范或產品詳細規范。

2.3 外表質量

2.3.1 繼電器外殼不得有明顯的壓傷或劃傷。標志清晰牢固。標志包含產品型號、生產廠標、產品編號、線路圖及“七專”標記“G”等。其中微型繼電器可省略處理，但必須有年度批號和內包裝盒應附產品電氣參數的測量記錄。而GJB1042A 標準中規定的產品應采用能保證質量一致性的方法進行加工，內外部的所有零件應無碎裂、錯位、鋒利的棱邊、毛刺及影響壽命、使用性和外觀的缺陷。GJB1042A 規定的加工質量更全面和嚴格，標志內容更多、更詳細。

2.3.2 玻璃絕緣子的外表面允許少量的不規則氣泡、皺紋或缺陷，引出端強度試驗后允許有少量的從引出端周圍散發的裂紋，但裂紋的長度不允許超過玻璃絕緣子外、內半徑差的一半。也不允許玻璃絕緣子外圓周上有散發性；裂紋。玻璃絕緣子應保證繼電器電氣性能和密封性要求。引出端不允許有銹斑和裂紋。而GJB1042A標準中規定玻璃絕緣子可以有輕微的缺陷，如氣泡、掉片和裂紋。

2.3.3 掃頻振動篩選

2.3.3.1 要求

繼電器在掃頻振動過程中，所有閉合觸點的斷開或斷開觸點的閉合的抖動時間不得超過10μs。試驗后，不允許有結構松動或機械損壞，吸合電壓或電流不得大于產品標準規定的正常值，釋放電壓或電流不得小于產品標準規定的正常值。而GJB1042A標準中規定繼電器在掃頻振動過程中，若無其他規定，閉合觸點的斷開不得超過10μs，斷開觸點的閉合或橋接不得超過1μs，也不允許有機械或電氣損壞現象。試驗后，在繼電器移出試驗夾具之前，在不觸動繼電器的情況下，線圈加整個溫度范圍內的最大動作電壓值，然后檢查繼電器觸點是否轉換。切除線圈電壓，然后再檢查繼電器觸點是否轉換。GJB1042A規定振動試驗過程中對觸點的監測水平比QJ840617技術條件嚴格，監測項目增加了觸點的橋接(即觸點的三連通)，試驗后的檢查詳細。

2.3.3.2 方法

a)振動試驗的加速度值和頻率范圍按產品標準規定；

b)試驗方法：繼電器在其最容易引起故障的方向(如觸點運動方向或銜鐵運動的方向)經受2次振動循環。第一次循環由線圈加額度電壓激勵，從低頻到高頻向上掃頻5min，再從高頻到低頻向下掃頻5min組成。第二次由線圈去激勵，從低頻到高頻向上掃頻5min，再從高頻到低頻向下掃頻5min組成；

c)振動過程中的測量：監測所有觸點的抖動時間是否超過規定值；

d)試驗后的測量和檢查：測量吸合和釋放電壓(或電流)。檢查繼電器的結構松動和機械損壞情況。而GJB1042A標準中規定繼電器在A組檢驗中，若無其他規定，在10Hz～3000Hz的整個頻率范圍內只要求進行1次掃頻循環。繼電器應在其觸點運動方向上經受振動試驗。

從兩種掃頻振動篩選試驗方法中可以看出，QJ840617技術條件的掃頻振動程序和次數及時間比GJB1042A的合理和嚴格(這是目前航天、航空等使用單位仍然認同QJ840617技術條件的一個重要原因)，但GJB1042A規定的出現任一只繼電器失效的加嚴程序比QJ840617技術條件嚴格，同時還規定了自保持繼電器的試驗方法及試驗后繼電器需要加電檢查工作狀態和結構檢查等。

2.3.4 內部潮濕

2.3.4.1 要求

測量繼電器的所有觸點引出端與罩殼間的最小絕緣電阻不得低于其常溫額定值(產品標準規定)。而GJB1042A標準中規定任何繼電器的最小絕緣電阻測量值不應小于10000MΩ。GJB1042A規定的最小絕緣電阻值比QJ840617技術條件嚴格。

2.3.4.2 方法

繼電器線圈去激勵，在15℃～25℃溫度下至少保持1h，測量所有觸點引出端與罩殼間的絕緣電阻。然后繼電器線圈加140%的額定電壓激勵2.5 min，在此期間，測量所有觸點引出端與罩殼間的絕緣電阻，至少每30s測量1次。剔除其最小絕緣電阻低于常溫額定值的產品。而GJB1042A標準中規定繼電器(線圈去激勵)，在15℃～25℃下至少保持30min，只測量和觀察所有觸點引出端與外殼間的絕緣電阻。繼電器線圈加140%的額定電壓激勵2.5min。在此期間，只檢查所有觸點引出端與外殼間的絕緣電阻，至少應30s測量1次。

從方法的要求上看，基本一樣，只是保溫的時間不同，這主要是GJB1042A標準適用于觸點負載從低電平至額定值10A，而這些繼電器的體積和重量都不大，保持30min可以達到溫度平衡。

2.3.5 運行

2.3.5.1 高溫運行要求

動作過程中，觸點間的接觸壓降不得大于0.5V。吸合電壓(或電流)不得大于產品標準中規定的最大值。

2.3.5.2 高溫運行方法

繼電器線圈加額定電壓(或電流)激勵，在正極限溫度下保持1h，測量吸合電壓(或電流)。然后在此溫度下，觸點加阻性負載為閉合電流10mA、開路負載電壓為其額定值，動作速率為1～5次/秒，繼電器動作3000次，監測水平為0.5V，監測時間不得小于每一觸點實際“閉合”或“斷開”時間中的50%。

2.3.5.3 低溫運行要求

動作過程中，觸點間的接觸壓降不得大于0.5V。吸合電壓(或電流)不得大于產品標準中規定的最大值。

2.3.5.4 低溫運行方法

高溫運行試驗后，繼電器線圈去激勵，在負極限溫度下保持1h，測量釋放電壓(或電流)。然后在此溫度下，觸點加阻性負載為閉合電流10mA、開路負載電壓為其額定值，動作速率為1～5次/秒，繼電器動作3000次，監測水平為0.5V，監測時間不得小于每一觸點實際“閉合”或“斷開”時間中的50%。

2.3.5.5 GJB1042A規定的“運行”

標準中規定繼電器在常溫下，以線圈額定電壓激勵循環運行5000次。非自保持繼電器的最大循環速率為0.1與產品標準規定的繼電器最大動作時間(秒)和產品標準規定的繼電器最大釋放時間(秒)之和的比值(次/秒)，自保持繼電器的最大循環速率為0.1與2倍產品標準規定的繼電器最大自保持動作或復歸時間(秒)的比值(次/秒)。繼電器觸點所加負載為開路電壓10mV～50 mV(直流或交流峰值)，負載電流為10μA～50μA 。在每次“接通”和“關斷”期內至少有40%的時間監測每一對觸點間的接觸點阻或接觸壓降(按適用的)及開路電壓。

2.3.5.6 分析

從方法和程序來分析，GJB1042A標準規定運行是在常溫下進行5000次，而QJ840617技術條件規定的運行是在高溫和低溫下各進行3000次，總的次數為6000次，比GJB1042A標準多1000次；GJB1042A標準規定明確的監測水平，即在循環過程中觸點失效檢測儀監測水平為接觸電阻應不大于100Ω，斷開觸點間的電壓應不小于開路電壓的95%，而QJ840617技術條件只規定動作過程中，觸點間的接觸壓降不得大于0.5V，沒有明確規定斷開觸點監測水平，在實際的執行過程中斷開觸點監測水平按照額定電壓執行；另外對于觸點所加負載兩個標準的要求差距較大，QJ840617技術條件規定為中等電流的范圍，而GJB1042A標準規定為低電平范圍，又由于失效監測水平的不同，所以運行的結果存在一定差距。

2.3.7 密封

2.3.7.1 要求：鑒于目前繼電器制造工藝所限，產品主要采用錫焊密封，其泄漏率很難達到不大于10-8atm﹒cm3/s(10-3Pa﹒cm3/s)，暫允許為泄漏率不大于1×10-5atm﹒cm3/s(100Pa﹒cm3/s)。而GJB1042A標準規定的繼電器均采用熔焊密封，繼電器按4.6.6進行試驗時，空氣漏率不得超過1×10-3Pa﹒cm3/s(不是測量漏率R1)。從漏率的數值上來看GJB1042A標準比QJ840617技術條件要求的高很多。

2.3.7.2 方法(關于密封繼電器粗檢漏方法)

2.3.7.2.1 試驗方法制訂的原則

由于目前密封繼電器封口或封邊處，均采用酒精溶解的松香為焊劑，因此在封口或封邊時，經常會留下充滿松香的漏孔，而且在封焊時(錫焊密封)，由于松香的酒精溶劑能夠涂覆到引出端與絕緣子的燒結處，因此也能將絕緣子上的漏孔堵塞。為使上述被堵塞的漏孔打開，要求采用熱酒精浸泡的方法。密封繼電器不適用于采用氟油為試驗液體。

2.3.7.2.2 密封繼電器粗檢漏方法——加壓充氮抽低氣壓法試驗步驟

a.將繼電器放入60℃～70℃的無水乙醇中浸泡30min以上。

b.取出繼電器在自然干燥1h后，放在80℃烘干箱中烘干1h。

c.將繼電器從烘箱中取出，自然(或加速)冷卻，存放2h。

d.加壓充氮，其充壓壓強(按壓力表指示計算)與時間見表2(或按表中公式自行計算時間)，視產品體積大小而定。

e.將加壓充氮的繼電器，放到無水乙醇中，將產生氣泡的繼電器剔除(這里沒有“假漏”的問題)。觀察時間不下于1min。

f.將不冒泡的繼電器，進行抽低氣壓法檢漏，試驗液體仍為無水乙醇，抽到真空表指示為300mmHg時，等待1min。在此前凡是產生連續氣泡者剔除。

表2 體積、壓力、時間表

g.觀察方法，試驗液體要淹過繼電器3cm以上，便于觀察到連續有規則的氣泡串(有時產生間歇的氣泡串)。

h.每批充氮的繼電器要求在2h內檢完，時間越短越好。加壓充氮后可以先把繼電器在無水乙醇中全部檢完，再做抽低氣壓檢漏，也可以一部分先在無水乙醇中檢完，不拿出無水乙醇試驗液體，接著做抽低氣壓法，這樣分批做完。

首先由于繼電器密封工藝不同，所以GJB1042A標準規定的密封性指標比QJ840617技術條件高很多，其次這兩個標準中給出的“繼電器有效容積”和“內腔體積”都是指繼電器成品中，去除固體的繼電器機構和其它固體部分，而剩余的空腔體積，每一種類型的繼電器的剩余的空腔體積是不同的，并且應通過測量或計算獲得，因此來確定采用表3中的“加壓壓強PE”和“加壓時間t1”。

2.3.8 壽命

2.3.8.1 要求

壽命試驗時的環境溫度、動作次數、壽命試驗后測量的參數項目均按現行產品標準的規定，其中壽命試驗后測量項目為動作電壓或電流、釋放電壓或電流、觸點接觸電阻或電壓降、線圈電阻等，且繼電器外殼對地的保險絲仍能保持電的連接。而GJB1042A標準明確規定繼電器的壽命試驗應在額定值負載條件下且在125℃下循環105次，觸點失效監測儀的監測水平，對于低電平試驗不應大于100Ω，對于高電平試驗不應大于所加負載電壓的5%，斷開觸點間的電壓不應小于所加負載電壓的95%，如無其他規定，壽命試驗后的靜態接觸電阻不得大于規定的初始值兩倍。不得有機械或電氣失效，觸點熔接，接通、承載或斷開負載失效或連接外殼與負載系統接地端或中線的熔斷器失效均構成一次失效,二極管的失效應構成失效。

2.3.8.2 方法

繼電器線圈加額定電壓或電流激勵，繼電器觸點加額度開路電壓，100mA(中等電流)或額定閉合電流(阻性)。動作速率為1～5次/秒。在每次動作過程中，監測時間不得少于每一觸點實際“閉合”或“斷開”時間中的50%的時間。觸點監測水平為0.5V。當發生失效時，監測設備應能自動停機，顯示故障的性質并進行記錄，試驗的環境溫度可以是常溫、極限高溫、常溫低氣壓或極限高溫低氣壓等。而GJB1042A標準壽命試驗規定被試繼電器的線圈所接電源應與負載電源相隔離，被試繼電器的負載應分別與每個靜觸點相連接，負載電源的極性可以任意，被試繼電器的動觸點可以與負載電源的正極或負極相連接，除介質耐電壓外，凡觸點加負載并進行循環的所有試驗，都應在每只繼電器的外殼與電源的接地端或中線之間連接一通用熔斷器的條件下進行。熔斷器的額定值最大為觸點負載的5%，但不得小于100mA。

阻性負載的循環速率為20±2次/分，接通和關斷時間大致相等，應采用合適的無感電阻器，電流應是規定的額定阻性電流。

感性負載的循環速率為10±2次/分，接通和關斷時間大致相等，電流應是額度電流，應采用合適的感性負載元件(見GJB1042A標準的4.6.19.2.1和4.6.19.2.2條的規定，不詳細敘述)。為了得到額度穩定電流，電路中可以接入一合適的電阻器，應按SJ20454推薦的和鑒定機構認可的方法進行試驗。

燈負載(若無其他規定)應采用28Vd.c.電源電壓進行燈負載試驗，可按如下要求采用燈或模擬負載作為繼電器負載：

a.模擬負載應使繼電器能閉合12倍額定燈負載電流，斷開額定的燈負載電流，12倍浪涌電流的持續時間為0.015～0.02s，總的接通時間為5±0.05s, 總的關斷時間也為5±0.05s。

b.燈應經過篩選，以使最小的初始冷態浪涌電流達到12倍的額定燈負載，只有符合這一要求的燈才能用作繼電器負載，總的接通時間為2±0.05s, 總的關斷時間也為7±2s。

2.3.8.3 故障與失效

2.3.8.3.1 故障的定義

繼電器在壽命試驗過程中，閉合的觸點接觸電壓降大于0.5V或開路觸點間的電壓低于額度工作電壓的80%者，均稱為故障。而GJB1042A標準中沒有“故障”的定義，只有“失效”的明確規定，即繼電器在壽命試驗過程中，對觸點監測時，對于低電平試驗大于100Ω(如無其他規定)，對于高電平試驗大于所加負載電壓的5%，斷開觸點間的電壓小于所加負載電壓的95%，如無其他規定，壽命試驗后的靜態接觸電阻大于規定的初始值兩倍。

2.3.8.3.2 故障分類

a.瞬時故障是繼電器在壽命試驗過程中出現的，但在該動作的“閉合”或“斷開”中能自動消失的故障，即不能“保持”的故障。而GJB1042A標準中沒有瞬時故障的定義。

b.偶然性死故障是繼電器在壽命試驗過程中出現的，又在停機檢查能“保持”。但重新開機動作后，可自動消失的故障。而GJB1042A標準中也沒有偶然性死故障的定義。

c.死故障是繼電器在壽命試驗過程中出現的故障，且停機檢查能保持，重新開機后不能消失或經過相當的動作次數后才能消除的故障。而GJB1042A標準中死故障的定義即是失效且不包括經過相當的動作次數后才能消除的故障。

2.3.8.4 失效

若在壽命試驗過程中，任一只繼電器的各類故障次數超過規定的允許次數。則判定該繼電器失效。而GJB1042A標準規定只要出現任何一次失效，則繼電器失效，且不能通過鑒定檢驗。實際有些“七專”產品的標準是規定了瞬時故障的次數，但是次數都很少的。

2.4 例行試驗

2.4.1 每提交批進行一次例行試驗，原則上規定一次不合格不再進行加倍考核。但分析原因，確定其失效是偶然因素造成并能通過篩選排除的情況下，可在進行針對性篩選后重新提交試驗。若試驗再不合格則該批產品被判不合格。而GJB1042A標準中沒有例行試驗，只要產品通過了規定的鑒定檢驗和A組檢驗，后續合格資格的保持，只進行周期檢驗，周期檢驗由B組檢驗和C組檢驗組成，B組檢驗的周期為3個月， C組檢驗的周期為24個月。

3 總結

通過QJ840617技術條件與GJB1042A標準詳細分析和對比，我們認為QJ840617技術條件是根據當時國內技術水平，制訂的一項比較全面的密封繼電器技術條件，該技術條件已使用了近三十多年。目前。國內各軍用密封繼電器研制和生產企業及用戶方仍在使用該技術條件，其中根據繼電器的應用的場合不同，增加了GJB65B和GJB2888A及GJB4027A標準中的相關項目，另外，在GJB/Z299C-2008《電子設備可靠性預計手冊》中規定符合QJ840617《密封電磁繼電器“七專”技術條件》的產品質量等級為A2，質量系數лQ為0.30，可以用該系數對電子設備的系統進行可靠性預測，所以QJ840617《密封電磁繼電器“七專”技術條件》應該是具有中國特色和完全自主知識產權的技術標準。