К вопросу об электромагнитных реле в низковольтных цепях.
Выборка реле для испытаний:
MATSUSHITA NB1ED-12V (общего назначения)
MATSUSHITA S2ET-12V (слаботочное, селектор ООС вольтметра Yokogawa 2501A)
MATSUSHITA S3E-L2-12V (low-thermal, бистабильное, из нановольтного коммутатора вольтметра Yokogawa 2501A)
MERA LUMEL R-15 (силовое промежуточное, Ag сплав)
OMRON G2L-113P (AgCdO+Au)
TIANBO TRA2 L-12VDC-S-Z (китайский ширпотреб)
РЭК11 005 (ультракомпактное, Au)
РЭК23 0220485
РЭС49 0681090
РЭС60 38321280
Все реле сняты с изделий с большой наработкой. Никакой профилактики, типа вибрационного "встряхивания" контактов не проводилось.
Внешний вид установки:
Выводы контактной пары испытываемого реле соединяются пайкой с 4-мя медными проводниками (4-х точечная схема). При этом одна пара проводников (потенциальная) подключается ко входу измерительного МДМ усилителя с поддиапазонами 10, 100 и 1000 мкВ, а вторая пара - к выходу 6-декадного программируемого источника калиброванных токов (ИКТ) с установленным поддиапазоном 1 мА. Выход ИКТ дополнительно нагружен на проволочный постоянный резистор С5-16 1 Ом 1%. Его сопротивление выбрано из расчёта ограничения падения напряжения на контактах реле при их функциональном отказе (обрыве) или выходе сопротивления в замкнутом состоянии за допустимые границы.
ИКТ управляется по программе с ПК. Выходной ток знакопеременный, с формой меандра и поциклово увеличивающейся амплитудой. МДМ усилитель масштабирует падение напряжения на контактной группе испытываемого реле и подаёт на вход мультиметра Advantest R6581D. Таким образом, один цикл, длительностью ~ 2 с, включает установку положительного тока ИКТ, задержку 0,5 с для установления выходного напряжения усилителя, отсчёт мультиметра с Tинт=10PLC, повторение для отрицательного тока ИКТ.
Каждое испытание включало 3 последовательных "сканирования": от 100 нА до 10 мкА, от 1 мкА до 100 мкА и от 10 мкА до 1000 мкА. По результатам строились 3 обратных ВАХ, на множестве точек которых определялись коэффициенты линейной регрессии и коэффициент детерминации. Последний (с учётом шума) служил количественным индикатором наличия линейного (омического) контакта.
Контрольный эксперимент без подключения контактной группы реле (т.е. измерение добавочного резистора 1 Ом):
MATSUSHITA NB1ED-12V, S2ET-12V и S3E-L2-12V:TIANBO TRA2 L-12VDC-S-Z:
РЭК11:
РЭК23,РЭС49,РЭС60:
По результатам испытаний всех РЭК и РЭС обращает на себя внимание более высокая (аддитивная) нестабильность падения напряжения. Причина очень проста - реле герметичные, с коваровыми выводами, имеющими более высокую термоЭДС в паре с медью. Остальное делают конвективные потоки воздуха.
OMRON G2L-113P:
Было испытано 3 реле, одно из которых показало функциональный отказ в виде полного отсутствие контакта, а остальные два - на порядок повышенное сопротивление.
Контроль сопротивления замкнутых контактов всех 3-х реле мультиметром с испытательным напряжением 5 В на щупах показал те же результаты. Вскрытие показало наличие мелких, похожих на следы питтинг-коррозии, изъязвлений на поверхности контактирующих вставок. В этих местах покрытие Au отсутствовало, а основа покрыта тёмной плёнкой сульфида серебра.
MERA LUMEL R-15:
Было испытано 3 группы контактов, из которых первая показала метрологический отказ в виде повышенного (но стабильного) сопротивления, при повторных срабатываниях меняющегося в диапазоне 0,03-0,1 Ом с периодической потерей контакта. На вскрытии - эрозионное повреждение вставок и плёнки сульфида серебра на поверхности.
Литература:
1. Holm R. Electric Contacts. Theory and Application. 4-th Ed., 1967. - p.503 (
https://drive.google.com/file/d/1Lwi2Az ... sp=sharing)