电器开关主要故障原因及改善

电器开关主要故障原因及改善

周环湘、罗俊伟、黎明晓

浙江正泰电器股份有限公司   浙江省温州市   325600

摘要：开关是电器设备上的必要部件，主要负责电器的开启和关闭（接通和关断电路），直接影响到用户日常使用安全。但部分电器在实际应用当中，由于开关性能不足、施工环境较差、控制负载大，增加了开关故障发生概率。电器开关故障轻则无法使用电器设备，重则造成安全事故，必须要着重关注。基于此，本文首先分析电器开关主要故障及其原因，进而提出相应的改善建议。

关键词：电器；开关；故障；触点；原因

引言

在日常生活中，电器设备是人们生活中不可或缺的设施，使用电器设备需要接通、关断电源回路，从而实现电器的开启和关闭。目前，开关作用于电器范围越来越广，从最初的照明设备控制，演变为如今的家用电器、电视音响、厨房电器、办公设备、计算机电脑等方面，这也突出了开关的重要性，开关是否可以正常使用直接关乎到电器是否能正常使用，甚至会影响到人们生命财产安全。所以开关设计、生产必须严格按照行业标准进行，同时满足用电环境、电器设备负载要求。开关常见的故障为触点粘结、不通电两种情况，下文就对这两种故障展开进一步讨论。

1. 电器开关设计要求

按钮开关需要借助外力启动，通常是人的手指拨动，利用弹簧拨片存储的能量来改变开关控制状态。其设计要求有：

（1）结构开关分开触点间隙应大于3mm（避免误触），同时符合结构性能。

（2）开关结构使用温度应不超过45K。

（3）开关具有灵敏启闭性能和足够的通断能力。

（4）开关应能够长期承受正常开启开关的机械应力、电应力、热应力，并且在标准应力范围内不会产生过多损耗以及其他故障问题。

开关能够满足上述设计标准则故障几率会大大降低，同时安全性能可以得到保障。但难免也会受到人为因素、环境因素影响出现其他故障情况。

2. 电器开关主要故障及其原因

2.1开关触点粘连

电器开关触点粘连主要表现在开关无法关闭、长期开启，将故障产品拆卸之后可以发现触点紧密粘连，在不破坏结构的情况下仅凭借外力难以分开，需要将塑料件拆开拨动五金件才能分开触点，从而关闭开关回路。通过分析开关触点粘连故障案例，很多新产品也存在触点粘连状态，并且触点烧蚀并不明显[1]。而使用时间较长的开关触点烧蚀现象就较为明显。触点粘连的问题包括：开关拨动杆长期使用磨损变短；弹簧应力不足；开关后座支撑片变形问题严重，铜片偏移指定位置，结构产生变化。出现问题的主要原因有：

（1）开关无法强制脱扣。该情况主要是产品结构问题，在电流通过开关装置时，触点轻度粘连在一起，而由于弹簧应力小，压力转换度不足，无法将粘连触点脱开导致触点一直保持粘连状态。

（2）触点材料不合格。触点是开关的核心部件，设计要求触点应有较好的抗磨性、导电性、抗熔焊、导热性、低电阻、高稳定性，同时不易与空气发生反应、具有一定强度性能。而触点粘连主要是因为触点不耐电弧、导热性差、抗熔焊性不足造成的故障问题。

（3）触点结合不良。触点结合不良主要是因为触点、铜片无法充分接触，在开启开关通电时提升触点温度，加速触点熔融，从而出现粘连问题。

（4）弹跳性能较差。在关闭开关时由于触点弹跳延迟大、次数多，而弹跳时会生成拉弧提高触点温度导致烧蚀，从而造成粘连问题。

2.2开关不通电

开关不通电通常伴随着开关装置松软、手感轻，将产品拆卸来看很多开关后座塑胶件出现破损或变形问题。通常情况下，不通电的开关触点有严重烧蚀情况，可能是触点虚连导致通电温度升高，拨动杆在高温下变软、变形，压力弹簧受热膨胀导致压力不足，最终导致塑胶件变形、铜片受损。造成开关不通电的原因有：

（1）拨动杆不耐高温。由于开关接通电源后瞬时电流会经过会快速升温，导致拨动杆变软、变形，并且在多次接通电路后会逐渐变短，导致弹簧压力不足。

（2）触点性能不达标。触点耐电弧性能、耐磨性、导热性不符合产品质量标准。

（3）触点较薄。部分开关产品生产中为了降低成本，银层厚度仅有0.1mm，并且没有完全分布，周围存在铜面裸露情况。在长期使用中一旦银层被烧穿，就会烧蚀铜片，导致铜片锈蚀增加通电电阻，从而造成发热问题，产生不通电情况，严重会造成产品内部结构受损[2]。

（4）开关外壳密封性不好。密封不好会导致空气中的灰尘或其他不导电物质落到触点上，起到电流阻隔作用，从而出现不通电情况。

3. 电器开关故障改善措施

3.1开关故障处理

（1）检查内部接线和机械结构。如果开关出现故障先拆卸下来检查接线和机械结构，断线需要重新接线，机械结构损坏需要换新。

（2）部件清理。如果开关部件有灰尘等杂质覆盖，则需要使用专用清洁剂或酒精清理表面，确保表面没有污垢和灰尘，并尝试重新启闭开关观察是否恢复正常。

（3）排查电路故障。线路故障会出现无法控制电器或漏电，此时应使用万能表逐步检查线路，找到故障线路并将其修复。

（4）更换受损部件。对于已经受损的部件，如弹簧、线路、铜片、连接杆、绝缘圈等，需要更换为新的部件。严禁电器开关部件带故障继续使用。

开关故障是较为常见的问题，解决故障需要根据故障表现情况判断并处理。日常使用电器开关时应注重维修和保养，从而减少开关故障发生概率。在安装开关中，应保证牢固性，避免振动造成内部部件松动，如果开关受到外部撞击出现松动情况，需要重点检查内部零部件是否脱落或受损。很多开关故障都是因为内部部件松动造成的故障，应将开关拆开重新紧固恢复其使用功能。如果开关卡主可能是内部杂质（如水泥沙粒）造成的结果，需要打开开关装置清除颗粒杂质，如果清洁后依然卡主，则可能是内部零部件损坏需要更换开关按钮。有时候卡主情况可能是由于零部件偏移造成的结果，对此需要将偏移零部件恢复到正常位置[3]。

3.2开关改善方案

（1）增设强制脱钩部件，这样在开关因为高温粘连时也可以通过该部件强行断开触点。

（2）选用优质银触点，提高银层厚度，这样在开关长期使用中即便出现烧蚀情况，则银层也不会直接受损，确保接触性能。常见的触点材料中，银氧化锡是不错的选择，触点银层厚度应在0.3mm以上，同时也要保障边缘银层覆盖厚度，避免在使用中露出铜面。

（3）加强生产工艺，确保开关触点和铜片紧密接触，防止虚连造成的瞬时电流升温。

（4）优化开关结构，特别是要缩短开关弹跳延时、减少弹跳次数，目前市面上性能较好的开关弹跳延时不超过1ms。

（5）选用耐高温材料制作拨动杆，很多低成本、低质量的电器开关都是采用POM拨动杆，而POM材料自身耐热性较差，影响电器开关使用寿命，应采用耐高温性能强的拨动杆材料，如PA66等[4]。

（6）加强结构密封性能，特别是开关外壳，必须要提前做好密封性检测，在用户安装中也要避免灰尘等杂质进入到触点区域，这样即可避免出现不导电、接触不良等情况。

结束语

综上所述，电器开关会直接影响电器的正常使用，甚至会威胁到人们的生命财产安全，这就需要针对电器开关故障表现情况，充分分析导致开关故障的主要原因，并采取有效的解决措施。一般情况下，开关故障通过清洁、重连、更换即可解决故障问题，如果以上方法都无法解决问题，那么可能需要将按钮拆开进行维修，这需要专业人员进行操作。按钮卡住是按钮开关常见的故障之一，需要及时处理，以免影响设备的正常运行。

参考文献

[1] 万海元,何均匀.电器开关主要故障原因分析及改善方案[J].日用电器, 2021(6):530-531.

[2] 齐亚.高压开关电器设备故障分析及处理[J].2021(10):855-856.

[3] 徐耀澎,蔡伟达.空调机组机械式压力开关常见的故障及解决对策[J].日用电器, 2023(2):84-87.

[4] 贺建明,刘坚钢,易非凡,等.开关柜绝缘故障仿真与检测系统研究[J].高压电器, 2022(3):655-656.