淺析電阻、電感類元件故障成因及排除方法

錢琨 陳文紅 孫寧

摘 要：電子設(shè)備故障大多是由電子元器件故障引起的。如果您熟悉電子元件的故障類型，您可以快速鎖定故障。就可以用簡單的電阻電壓測量方法來檢查它們。本文根據(jù)筆者多年從事元件研究的經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)總結(jié)梳理電阻、電感類元件的故障成因及排除方法。

關(guān)鍵詞：元件；故障成因；排除方法

一、電阻元件故障

電阻元件包括電阻器和可變電阻器，固定電阻器通常稱為電阻器，可變電阻器通常稱為電位器。電阻元件廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備中，是一種耗電部件。由電阻器故障引起的電子設(shè)備故障的比例很高，據(jù)統(tǒng)計(jì)約占15%。電阻器的失效形式和原因與電阻器的工藝特性和工藝條件密切相關(guān)。電阻器故障可分為兩大類：致命故障和參數(shù)漂移故障。統(tǒng)計(jì)表明，80%-90%的電器故障屬于致命故障，如斷路、機(jī)械損傷、接觸損傷、短路、絕緣、擊穿等。只有約10%的故障是由電阻漂移引起的。

（一）電位器的失效分析

電位器的失效機(jī)理隨類型而變化。非線性電阻和電位器的主要失效形式是開路、電阻漂移、導(dǎo)線機(jī)械損傷和接觸損傷。線繞電阻和電位器的主要失效形式是開路導(dǎo)線機(jī)械損傷和接觸損傷。主要有4大類：

第一，碳膜電阻、導(dǎo)線斷裂、基體缺陷、膜均勻性差、膜溝槽缺陷、膜材料和導(dǎo)線端部接觸不好、膜和基材污染；

第二，金屬薄膜電阻器，如不均勻電阻膜、電阻膜破裂、導(dǎo)線不安全、電阻膜分解、銀遷移、電阻膜氧化還原、靜電充電、導(dǎo)線斷裂、電暈放電等。

第三，線繞電阻器、接觸不良、電流腐蝕引線、導(dǎo)線絕緣不良、焊點(diǎn)熔化等。

第四，可變電阻、接觸不良、焊接不良、接觸彈簧斷裂或鉛脫落、雜質(zhì)污染、環(huán)氧膠不好、軸傾斜等。

（二）電阻器故障

電阻器容易惡化和開路故障。電阻器在劣化后傾向于較大的漂移。電阻器通常不直接修復(fù)和更換新的電阻器。當(dāng)電阻絲燒壞時(shí)，繞線電阻可在某些情況下焊接后再使用。電阻劣化主要是由散熱不良、濕度過高或制造缺陷引起的，而燒損則是由短路、過載等異常電路引起的。

電阻燒損有兩種常見現(xiàn)象。一是電流過熱時(shí)電阻燒壞，容易發(fā)現(xiàn)電阻表面燒壞。二是在瞬時(shí)高電壓作用下，電阻是開放的，或者電阻值變大。道路上經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)阻力。

（三）常見故障分析

可變電阻或電位器主要有兩種繞組繞組和非線繞組。常見的失效形式有參數(shù)漂移、開路、短路接觸不良、高動態(tài)噪聲、機(jī)械損傷等。然而，實(shí)際數(shù)據(jù)表明，實(shí)驗(yàn)室測試和現(xiàn)場使用之間的主要失效模式是完全不同的。大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室故障是由參數(shù)漂移引起的，而大多數(shù)現(xiàn)場故障是由于接觸不良和開路造成的。電位器的故障是現(xiàn)場使用中常見的故障。例如，90%的電信設(shè)備和87%的電視機(jī)，不良的接觸對電位器有致命的影響。接觸不良的主要原因如下：

首先，接觸壓力太小，簧片松弛應(yīng)力、滑軌脫離軌道或?qū)щ妼?、機(jī)械裝配不當(dāng)、或機(jī)械負(fù)荷大（如碰撞、掉落等）導(dǎo)致接觸彈簧變形。

其次是由于氧化污染和接觸點(diǎn)上各種非導(dǎo)電膜的形成而形成的導(dǎo)電層或接觸軌。

再次是導(dǎo)電層或電阻合金線磨損或燒壞，導(dǎo)致接觸點(diǎn)不良。電位器的故障主要是由局部過熱或機(jī)械損壞引起的。例如，電位器的導(dǎo)電層或電阻合金絲由于工藝不當(dāng)（如繞組不均勻、導(dǎo)電膜厚度不均）而被氧化、腐蝕、污染或過載，導(dǎo)致局部過熱，燒壞電位器并打開電路；滑動接觸面不光滑，接觸壓力過高，會引起嚴(yán)重纏繞。

二、電感器和變壓器

（一）故障原因

這些元件包括電感器、變壓器、振蕩線圈、濾波器線圈等。其故障主要由外部原因引起，例如，當(dāng)負(fù)載短路時(shí)，由于流經(jīng)線圈的電流超過額定值，變壓器的溫度上升，導(dǎo)致線圈短路、斷路或絕緣擊穿。當(dāng)通風(fēng)不良、溫度過高或受潮影響時(shí)，也會造成泄漏或絕緣擊穿。

對于變壓器故障的現(xiàn)象和原因，有幾個(gè)共同點(diǎn)：當(dāng)變壓器供電時(shí)，如果鐵芯嗡嗡作響，那么故障可能是鐵芯未被夾緊或變壓器過載；高發(fā)熱、冒煙或熔斷器燒毀，可能是線圈短路或過載。

（二）檢測方式

電感器和變壓器元件的故障檢測通常采用以下方法。

（1）直流電阻測量。萬用表的電阻用來測量電感元件的質(zhì)量。測量天線線圈和振蕩線圈時(shí)，測量范圍應(yīng)放在最小電阻塊內(nèi)（如R×1W塊）；測量中周和輸出輸入變壓器時(shí)，測量范圍應(yīng)放在低電阻（R×10W塊或R×100W塊）。將測量的電阻值與維護(hù)數(shù)據(jù)或每日累積經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果非常接近，則測量組件是正常的；如果電阻非常接近，則測量組件是正常的；如果電阻是正常的，則測量組件是正常的。該值名義上小于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，表明線圈有部分短路：如果針的指示值是零，線圈短路。應(yīng)該注意，振蕩線圈、天線線圈和周邊的次級電阻非常小，只有零歐姆。仔細(xì)閱讀，不要誤判為短路。用R×10kW測量初級線圈和次級線圈之間的電阻時(shí)，它應(yīng)該是無限的。如果在初級次級之間有一定電阻值，則在初級和次級之間有漏電。

（2）電檢查方法?？梢詸z查電力變壓器，看看次級電壓是否下降。如果次級電壓下降，則懷疑次級（或初級）具有局部短路。當(dāng)變壓器通電后迅速燃燒，或有燃燒氣味、煙霧等現(xiàn)象時(shí)，可以判斷變壓器一定有部分短路。

（3）儀器檢測方法。高頻Q表可以測量電感及其Q值，電感短路表可以判斷低頻線圈的局部短路現(xiàn)象。兆歐表可以用來測量初級和次級電力變壓器之間的絕緣電阻。如果發(fā)現(xiàn)變壓器泄漏現(xiàn)象，則可能是由于絕緣不良或潮濕造成的，此時(shí)可將變壓器取出來干燥。此外，調(diào)壓變壓器的各種碳刷或銅刷在維護(hù)和使用不當(dāng)時(shí)容易磨損。它們的碎片和焦炭經(jīng)常由于短路部分線圈的燒毀而燒毀變壓器，因此平時(shí)必須注意維護(hù)。