Для резисторов основной номинальной характеристикой является то, какое количество ватт резистор может преобразовывать в тепловую энергию, не нагреваясь при этом до недопустимого предела. Надежность зависит не только от того, какой режим мощности в ваттах выберет конструктор для нормального функционирования схемы. Кроме этого он должен просчитать с помощью компьютера или без него - будет ли поврежден резистор перегревом, если выйдет из строя другой элемент схемы. Этот этап разработки называется расчетом вторичных повреждений. Для конденсаторов основной номинальной характеристикой является напряжение, которое он может выдержать, не выходя из строя и не разрушаясь.
И запомните: производитель, подчиняясь законам конкуренции, сам определяет некоторые параметры. Так, запас прочности компонента при производстве его одним производителем может быть меньше, чем при производстве такого же компонента другими производителями. Таким образом, суммарное допустимое отклонение должно учитывать коэффициент прочности, заложенный в каждом элементе, иначе вся работа, проведенная по расчету допусков на оборудование, в погоне за сокращением затрат на производственные материалы, будет сделана впустую.
Несмотря на сложность проблем, стоящих перед конструкторами, малая часть из которых уже упоминалась, и опасностей, которые подстерегают производителя, имеются достаточные основания полагать, что производители достаточно добросовестно подходят к своим обязанностям, а изготавливаемая ими электронная техника вполне надежна.
Тот факт, что после установки системы безопасности она оказывается относительно надежной, означает, что причину отказов следует искать не в одиночных устройствах, а вне их.
Соединители
Чтобы разобраться в причинах ненадежности системы, следует обратить внимание на то, как она устанавливалась.
Общей заботой разработчика и установщика системы являются проводные соединения, такие как вилка и розетка, распределительные коробки, экраны, разъемы и т.п., что выбрано разработчиком. Именно в этой сфере возникает много проблем, связанных с установкой системы и ее обслуживанием. Поясним это на двух примерах, взятых из жизни.
Если эти примеры, иллюстрирующие проблему взаимосвязи, на вас подействуют, то вам следует изучить свое оборудование на предмет оценки его пригодности для установки, обслуживания и эксплуатации.
В главе 9 были выделены интересные особенности меди. В них необходимо разобраться, так как до сегодняшнего дня этот металл остается основным материалом для изготовления проводов связи. В том виде, в каком она представлена в кабелях и проводах, медь "полутвердая", то есть не очень мягкая и не очень твердая. В сгибающемся проводе внутренняя область изгиба сжимается, а внешняя растягивается. Интересно, что сгибание делает медь хрупкой. Перегните провод несколько раз, и он разорвется. А теперь соотнесем эту проблему с приспособлениями, позволяющими осуществлять подключение приборов. Кто из вас не знаком с усилиями, которые приходится затрачивать, протягивая провод через корпус прибора к клеммной панели, когда концом провода пытаются под определенным углом попасть в невидимое отверстие клеммы?
Вам это не удавалось? Вы пробовали снова, выпрямляли провод, опять изгибали его и, наконец, у вас получалось. Но это не окончательный успех, так как при закручивании болта, прижимающего провод к клемме, небольшая область медного провода окажется под давлением и станет хрупкой. Если допустить, что после этого в дальнейшем провод не будут трогать, он может послужить, однако, при поиске повреждений, необходимо отсоединить части системы. Если это сделать на клеммной панели, о которой только что шла речь, провод будет потревожен, что может привести к разрыву провода, близлежащего провода под воздействием зажимного болта.
Ремонтники говорят, что по закону подлости обрыв происходит тогда, когда они покидают объект.
Нет необходимости привыкать к таким вещам. В задачу конструктора входит (на основе знаний об особенностях меди) разработка таких соединительных устройств, в которых медный провод не подвергался бы сжатию. Расположение таких блоков должно быть удобным, это важно при установке оборудования и его обслуживания.
Недавно я столкнулся с такой проблемой. Консультирующий инженер обычно не только выдает рекомендации клиенту о том, что следует тому сделать или, наоборот, не делать, но и часто демонстрирует, как это может быть сделано. Иногда он берется за сопровождение заключительной стадии проекта. В моем случае на клеммной панели были сделаны пазы под углом в 45 градусов к основанию. Это обеспечило видимость и доступ к ним. Для того, чтобы избежать действия чрезмерного давления на провод, в блоке между болтом и проводом была установлена решеточка, распределяющая нагрузку. Таким образом было обеспечено достаточное для электрического контакта давление и удалось избежать излишнего упрочнения меди. Подсоединение в первый раз было проведено с минимальным сгибанием провода.
В некоторых грамотно разработанных соединительных устройствах подсоединение проводов осуществляют порою неправильно, к примеру, используя для этого тонкие пружинистые шайбы между зажимным винтом и проводом. Эти шайбы предназначены, главным образом для того, чтобы избежать расползания скрученного провода под воздействием вращения зажимного винта, однако они слабо помогают в снятии избыточного давления. Такие шайбы часто подводят. При отсоединении провода шайба вылетает из отверстия, и очень сложно вставить ее обратно. Имея это в виду, нетрудно понять, почему связь, обеспеченная скруткой, получила такое признание. Но эти два типа соединения ни в коей мере не являются исключительными. Можно использовать любой тип соединения, который учитывает особенности меди.
Надежность при установке
Соединительные кабели
Выбор соединительных кабелей имеет значение для надежности системы. Особенности меди, описанные выше, дают ключ к решению задачи. Чем тоньше сечение провода, тем меньше упрочение нажимом при сгибании провода и тем ниже механическая прочность и пропускная способность. Чем толще сечение провода, тем больше упрочение при перегибе, тем труднее сгибать и управлять проводом. К сожалению, природа против нас. Пытаясь найти оптимальную толщину провода для электронных соединений, мы приходим к самым неудачным сочетаниям. В идеале хотелось бы иметь одну жилу провода, однако при эксплуатации одножильные провода подводили (разрывались). Простым решением явилось использование нескольких жил провода, соединенных вместе и образующих многожильный кабель. Не будучи идеальным, он гораздо надежнее одножильного кабеля.
Коммутационные помехи
Они, в основном, вызываются различными формами быстродействующего электронного подключения оборудования к энергообеспечению, соединенному с бытовой электросетью. Когда последняя используется для подзарядки батарей, может пройти помеха в приборы системы безопасности, которая вызовет беспорядочное и нежелательное включение ее различных функций.
Существует мнение, что такая помеха должна быть подавлена в самом начале для того, чтобы не засорять бытовую электросеть. В тех странах, где законодательством не предусматривается контроль за этой формой помех, нормальной практикой является подавление ее на объектах, страдающих от нее, ретроспективно. Иногда необходимо включать систему подавления в оборудование на стадии разработки и производства. При этом, несомненно, увеличивается начальная стоимость, тогда как в этой мере предосторожности нуждаются далеко не все установленные системы. Еще одним очевидным фактом является то, что стоимость ретроспективной акции на этом объекте, где подавление необходимо, гораздо выше, чем стоимость установки системы подавления на стадии производства.
Наведенные помехи
Такие помехи действуют постоянно. Но эффект от них недостаточен, чтобы вызвать нежелательные переключения, однако достаточен, чтобы служить помехой полезным сигналам. Они также образуются в бытовой электросети из-за того, что кабель энергоснабжения и кабель сигнализации располагаются слишком близко друг от друга. Это приводит к возникновению аудиопомех, а также помех на мониторном экране.
Помехи от электрических разрядов