電感和變壓器類失效機(jī)理與故障分析
此類元件包括電感、變壓器、振蕩線圈、濾波線圈等。其故障多由于外界原因所引起的，例如，當(dāng)負(fù)載短路時(shí)，由于流過線圈的電流超過額定值，變壓器溫度升高，造成線圈短路、斷路或絕緣擊穿。當(dāng)通風(fēng)不良、溫度過高或受潮時(shí)，亦會(huì)產(chǎn)生漏電或絕緣擊穿的現(xiàn)象。
對(duì)于變壓器的故障現(xiàn)象及原因，常見的有以下幾種：當(dāng)變壓器接通電源后，若鐵心發(fā)出嗡嗡的響聲，則故障原因可能是鐵心未夾緊或變壓器負(fù)載過重；發(fā)熱高、冒煙、有焦味或保險(xiǎn)絲燒斷，則可能是線圈短路或負(fù)載過重。
電感和變壓器類元件的故障檢查一般采用如下方法：
（1）直流電阻測量法。用萬用表的電阻擋測電感類的元件的好壞。測天線線圈、振蕩線圈時(shí)，量程應(yīng)置于最小電阻擋（如R×1W擋）；測中周及輸出輸入變壓器時(shí)，量程應(yīng)放在低阻擋（R×10W或R×100W擋），測得的阻值與維修資料或日常積累的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)照，如果很接近則表示被測元件是正常的；如果阻值比經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)小許多，表明線圈有局部短路；如果表針指示值為零，則說明線圈短路。應(yīng)該注意的是，振蕩線圈、天線線圈及中周的次級(jí)電阻很小，只有零點(diǎn)幾歐姆，讀數(shù)時(shí)尤其要仔細(xì)，不要誤判斷為短路。用高阻擋（R×10kW）測量初級(jí)線圈與次級(jí)線圈之間的電阻時(shí)，應(yīng)該是無窮大。如果初級(jí)、次級(jí)之間有一定的電阻值，則表示初級(jí)、次級(jí)之間有漏電。
（2）通電檢查法。對(duì)電源變壓器可以通過通電檢查，看次級(jí)電壓是否下降，如果次級(jí)電壓則懷疑次級(jí)（或初級(jí)）有局部短路。當(dāng)通電后出現(xiàn)變壓器迅速發(fā)燙或有燒焦味、冒煙等現(xiàn)象，則可判斷變壓器肯定有局部短路。
（3）儀器檢查法。可以使用高頻率Q表來測量電感量及其Q值，也可以用電感短路儀來判斷低頻率線圈的局部短路現(xiàn)象。用兆歐表則可以測量電源變壓器初、次級(jí)之間的絕緣電阻。若發(fā)現(xiàn)變壓器有漏電現(xiàn)象則可能是絕緣不良或受潮所引起的，此時(shí)可將變壓器拆下來去潮烘干。另外，調(diào)壓變壓器的各種碳刷或銅刷，在維護(hù)和所用不當(dāng)?shù)那闆r下極容易磨損，其碎片和積炭往往因短路部分的線圈燒毀而燒毀變壓器，因此平時(shí)要注意維護(hù)。
變壓器線圈常見三種失效機(jī)理
1、漆包線腐蝕
變壓器內(nèi)部使用漆包線進(jìn)行線圈的繞制。繞制過程中可能使漆包線表面漆包膜出現(xiàn)輕微損傷。而變壓器制作過程中所使用的各類材料均可能含有腐蝕離子污染，如絕緣漆、膠、膠帶、骨架、助焊劑等。當(dāng)變壓器在潮濕環(huán)境下工作時(shí)，腐蝕離子易從漆包膜損傷處開始腐蝕漆包線，最終造成線圈開路，如圖2和圖3所示。
此外，在漆包線引出端與引腳焊接處，漆包線的漆包膜也容易因?yàn)闊峄?a target="_blank">機(jī)械原因出現(xiàn)損傷。當(dāng)變壓器工作環(huán)境中含有腐蝕性離子時(shí)（如鹽霧環(huán)境），漆包線損傷處同樣容易被腐蝕。
2、絕緣不良
當(dāng)漆包線自身存在缺陷（針孔過多），或是線圈在繞制過程中損傷（變壓器內(nèi)的骨架毛刺應(yīng)該控制在合理的范圍，一般要求毛刺長度不大于1mm，毛刺長度過長易導(dǎo)致漆包線結(jié)構(gòu)破壞，高可靠產(chǎn)品要求更高），即使變壓器內(nèi)外部環(huán)境不存在使線圈腐蝕的腐蝕性物質(zhì)，變壓器也容易因?yàn)槠岚€匝間/層間絕緣不良而燒毀失效。在初級(jí)與次級(jí)線圈同軸繞制時(shí)，如果絕緣膠帶包裹不良，也會(huì)導(dǎo)致?lián)舸┦А?/p>
骨架毛刺損傷漆包線，最終導(dǎo)致短路燒毀的案例。
3、過電失效
由于輸入電壓過高或變壓器磁飽和點(diǎn)設(shè)計(jì)余量不足易導(dǎo)致變壓器磁飽和并最終導(dǎo)致線圈過熱燒毀是導(dǎo)致變壓器失效的又一個(gè)重要原因。當(dāng)初級(jí)電壓過高，導(dǎo)致磁通量密度大于飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)磁飽和。磁飽和后初級(jí)電流猛增，產(chǎn)熱增加，最終導(dǎo)致線圈燒毀或保險(xiǎn)絲熔斷。
含有線圈的各類元件均存在過電失效可能，如電感、繼電器等。電感線圈過流燒毀的情況。通過3D X-ray可以清晰地看到內(nèi)部漆包線存在熔融形貌，引出線也發(fā)生熔斷。
