Fallos comunes de los bloques de terminales
El material aislante plástico y las partes conductoras de los terminales de cable están directamente relacionados con la calidad del terminal, lo que determina su aislamiento y conductividad, respectivamente. Cualquier fallo en el terminal provocará el fallo de toda la ingeniería del sistema. Las dolorosas lecciones aprendidas, tanto a nivel nacional como internacional, en este sentido son muy profundas.
La prevención es el propósito y el análisis la base. En cierto sentido, prevenir fallos es más importante que analizarlos. Tiene una importancia más práctica para garantizar la calidad y la fiabilidad del terminal.
Desde la perspectiva de uso, la función que debe cumplir el terminal es: las partes de contacto que deben ser conductoras deben serlo y el contacto debe ser fiable. Las partes de aislamiento que no deben ser conductoras deben estar aisladas de forma fiable. Existen tres tipos comunes de fallos fatales del terminal:
1. Mal contacto
El conductor metálico dentro del terminal es su núcleo, el cual transmite la tensión, la corriente o la señal del cable externo al contacto correspondiente al conector. Por lo tanto, el contacto debe tener una estructura excelente, una retención de contacto estable y fiable, y una buena conductividad. Debido a un diseño desproporcionado de la estructura del contacto, una selección incorrecta del material, un molde inestable, una tolerancia excesiva en el tamaño de procesamiento, una superficie rugosa, un tratamiento superficial inadecuado (como el tratamiento térmico y la galvanoplastia), un montaje inadecuado, un entorno de almacenamiento y uso inadecuados, y una operación y uso inadecuados, se producirá un contacto deficiente en el contacto y sus componentes.
2. Mal aislamiento
La función del aislante es mantener el contacto en la posición correcta y aislarlo entre sí, así como entre sí y la carcasa. Por lo tanto, las piezas aislantes deben poseer excelentes propiedades eléctricas, mecánicas y de moldeo. En particular, con el uso generalizado de bloques de terminales de alta densidad y miniaturizados, el espesor efectivo de pared del aislante es cada vez menor. Esto impone requisitos más estrictos a los materiales aislantes, la precisión del moldeo por inyección y los procesos de moldeo. Debido a la presencia de exceso de metal en la superficie o en el interior del aislante, polvo superficial, fundente y otros contaminantes, así como a la humedad, precipita material orgánico y las películas de adsorción de gases nocivos se fusionan con la película de agua superficial para formar un canal conductor iónico. Esto puede provocar absorción de humedad, moho, envejecimiento de los materiales aislantes, cortocircuitos, fugas, averías, baja resistencia de aislamiento y otros fenómenos de aislamiento deficiente.
3. Mala fijación
Los aisladores no solo cumplen una función aislante, sino que también suelen proporcionar un centrado preciso y protección para las piezas de contacto extendidas. También cumplen las funciones de posicionamiento de la instalación, bloqueo y fijación en el equipo. Una fijación deficiente afectará la fiabilidad del contacto y provocará un fallo de alimentación instantáneo en el caso más leve, o la desintegración del producto en el caso más grave. La desintegración se refiere a la separación anormal entre el enchufe y la toma, y entre la clavija y la toma, causada por la estructura poco fiable del terminal debido a los materiales, el diseño, el proceso y otras razones cuando el terminal está enchufado, lo que tendrá consecuencias graves como la interrupción de la transmisión de energía y el control de la señal en el sistema de control. La mala fijación se debe a un diseño poco fiable, una selección incorrecta de materiales, una selección incorrecta del proceso de moldeo, una calidad deficiente del proceso (como el tratamiento térmico, el molde, el montaje, la soldadura) y un montaje inadecuado.
Además, la mala apariencia causada por el desprendimiento del recubrimiento, la corrosión, las magulladuras, las rebabas de la carcasa de plástico, las grietas, el procesamiento brusco de los contactos, la deformación, etc., la mala intercambiabilidad causada por la tolerancia de tamaño de posicionamiento y ajuste de bloqueo, la baja consistencia de la calidad del procesamiento y la fuerza de separación total excesiva son problemas comunes y frecuentes. Estos tipos de fallas generalmente se pueden detectar y eliminar a tiempo durante la inspección y el uso.
Prueba de detección de confiabilidad para prevenir fallas
Para garantizar la calidad y confiabilidad de los bloques de terminales y evitar la ocurrencia de las fallas fatales mencionadas anteriormente, se recomienda estudiar y formular requisitos técnicos de detección correspondientes de acuerdo con las condiciones técnicas de los productos y realizar las siguientes pruebas de confiabilidad específicas para prevenir fallas.
1. Evitar el mal contacto
1) Prueba de conductividad
En 2012, no se incluyó este elemento en la prueba de aceptación de productos de los fabricantes de bloques de terminales, y los usuarios generalmente deben realizar una prueba de continuidad después de la instalación. Por lo tanto, se recomienda que los fabricantes incrementen al 100 % la prueba de continuidad punto por punto para algunos modelos clave.
2) Prueba de desconexión momentánea
Algunos bloques de terminales se utilizan en entornos con vibración dinámica. Experimentos han demostrado que verificar únicamente si la resistencia de contacto estática es la adecuada no garantiza un contacto fiable en entornos dinámicos. Esto se debe a que los conectores con resistencia de contacto adecuada suelen experimentar fallos momentáneos de alimentación al realizar pruebas de vibración, impacto y otras simulaciones ambientales. Por lo tanto, para algunos bloques de terminales con altos requisitos de fiabilidad, es recomendable realizar pruebas de vibración dinámica al 100 % para evaluar su fiabilidad de contacto.
3) Detección de fuerza de separación de un solo orificio
La fuerza de separación de un solo orificio se refiere a la fuerza de separación que se produce cuando la pieza de contacto, en estado conectado, cambia de estática a dinámica. Esta fuerza se utiliza para caracterizar el contacto entre el pin y el zócalo. Experimentos demuestran que, si la fuerza de separación de un solo orificio es demasiado pequeña, puede causar una interrupción momentánea de la señal al someterse a vibraciones e impactos. Es más eficaz medir la fuerza de separación de un solo orificio para comprobar la fiabilidad del contacto que medir la resistencia de contacto. Si la inspección detecta que el zócalo presenta una fuerza de separación de un solo orificio que excede la tolerancia, la resistencia de contacto medida suele ser válida. Por esta razón, además de desarrollar una nueva generación de contactos enchufables flexibles con un contacto estable y fiable, el fabricante no debe utilizar un comprobador automático de fuerza de enchufe para realizar pruebas simultáneas en varios puntos en los modelos clave, sino que debe realizar una inspección completa de la fuerza de separación de un solo orificio punto por punto en el producto terminado para evitar interrupciones de la señal debido a la holgura de los zócalos individuales.
2. Prevención del mal aislamiento
1) Inspección del material de aislamiento
La calidad de las materias primas influye considerablemente en el rendimiento del aislante. Por lo tanto, la selección de los fabricantes de materias primas es fundamental. No reduzca costos a ciegas y perjudique la calidad del material. Elija materiales de grandes fábricas con buena reputación. Revise cuidadosamente el número de lote, la certificación del material y otra información importante de cada lote de materiales entrantes. Genere datos de trazabilidad precisos para el uso del material.
2) Inspección de la resistencia de aislamiento de los aisladores
Hasta 2012, algunos procesos de fabricación estipulaban que el rendimiento eléctrico debía probarse tras el ensamblaje de los productos terminados. Como resultado, la resistencia de aislamiento del propio aislador no era cualificada, y todo el lote de productos terminados debía desecharse. Un proceso razonable debería ser una inspección exhaustiva del estado de las piezas del aislador para garantizar que el rendimiento eléctrico sea cualificado.
3. Prevenir una mala fijación
1) Inspección de intercambiabilidad
La inspección de intercambiabilidad es una inspección dinámica. Requiere que la misma serie de conectores y tomas de corriente compatibles se puedan conectar entre sí, y detectar si existen razones como aislantes, contactos, etc. que no se puedan conectar, posicionar ni bloquear debido a la tolerancia de tamaño, piezas faltantes o un ensamblaje inadecuado, o incluso que se desintegren bajo la acción de la fuerza rotacional. Otra función de la inspección de intercambiabilidad es detectar oportunamente si existen excesos de metal que afecten el rendimiento del aislamiento en conexiones enchufables, como roscas y juntas de bayoneta. Por lo tanto, se debe inspeccionar el 100 % de los terminales para fines importantes en este proyecto para evitar accidentes con fallas fatales graves.
2) Inspección de la resistencia al par
La inspección de la resistencia al par es un método muy eficaz para evaluar la fiabilidad estructural de los bloques de terminales. Por ejemplo, la norma militar estadounidense MIL-L-39012 estipula que, según la norma, se deben tomar muestras para la inspección de la resistencia al par en cada lote a fin de detectar problemas a tiempo.
3) Pasar la prueba de cables engarzados
Durante la instalación eléctrica, es frecuente encontrar que los cables con núcleos engarzados individuales no se pueden colocar en su lugar o no se pueden bloquear después de colocarlos, lo que resulta en un contacto inestable. El motivo del análisis es la presencia de rebabas o suciedad adherida a las roscas de los orificios de montaje. En particular, cuando la fábrica ya ha instalado los últimos orificios de montaje de una base, tras descubrir este defecto, es necesario retirar uno por uno los cables engarzados de los demás orificios instalados y sustituir la base. Además, debido a una selección incorrecta del diámetro del cable y del orificio de engarce, o a errores en el proceso de engarce, pueden producirse extremos sueltos. Por este motivo, el fabricante debe probar todos los orificios de instalación de las muestras de enchufe (base) entregadas antes de que el producto final salga de fábrica; es decir, utilizar herramientas de carga y descarga para simular el engarce de los cables con clavijas o bases y comprobar si se pueden bloquear. De acuerdo con las especificaciones técnicas del producto, se comprueba la fuerza de tracción de cada cable engarzado.
Sin terminales confiables, no hay ingeniería de sistemas confiable. Fallo y confiabilidad son dos aspectos de un cuerpo contradictorio, correspondientes e interrelacionados. Mediante el análisis de confiabilidad de terminales, se pueden descubrir diversos modos y mecanismos de falla, lo que puede generar numerosas lecciones y eliminar diversos peligros ocultos, proporcionando una base científica para mejorar el diseño, los procesos, la inspección y el uso. También es una base importante para revisar y formular las condiciones técnicas de los terminales. Encontrar medidas para prevenir fallas y lograr la transformación de fallas a confiabilidad es el objetivo final del análisis de fallas.
