Wahrscheinliche Fehler in bewährten Systemen

Die folgenden Probleme sind von oben nach unten vom wahrscheinlichsten zum am wenigsten wahrscheinlichen angeordnet.

Diese Reihenfolge wurde größtenteils aus persönlichen Erfahrungen bei der Behebung elektrischer und elektronischer Probleme in Automobil-, Industrie- und Heimanwendungen bestimmt.

Bei dieser Bestellung wird auch davon ausgegangen, dass eine Schaltung oder ein System nachweislich wie geplant funktioniert und nach längerer Betriebszeit ausgefallen ist.

Probleme, die in neu zusammengebauten Schaltungen und Systemen auftreten, weisen nicht unbedingt die gleichen Auftrittswahrscheinlichkeiten auf.

Bedienerfehler

Eine häufige Ursache für Systemausfälle sind Fehler seitens der Benutzer, die es bedienen.

Diese Störungsursache steht ganz oben auf der Liste, aber die tatsächliche Wahrscheinlichkeit hängt natürlich stark von den einzelnen für den Betrieb verantwortlichen Personen ab.

Wenn ein Bedienungsfehler die Ursache für einen Fehler ist, ist es unwahrscheinlich dass es vor der Untersuchung zugelassen wird.

Ich möchte nicht behaupten, dass Bediener inkompetent und verantwortungslos sind – ganz im Gegenteil:Diese Leute sind oft Ihre besten Lehrer, um Systemfunktionen zu erlernen und eine Fehlerhistorie zu erhalten – aber die Realität menschlicher Fehler darf nicht übersehen werden.

Eine positive Einstellung, gepaart mit guten zwischenmenschlichen Fähigkeiten des Troubleshooters, trägt wesentlich zur Fehlerbehebung bei, wenn menschliches Versagen die Hauptursache für Fehler ist.

Schlechte Kabelverbindungen

So unglaublich dies für den neuen Elektronikstudenten auch klingen mag, ein hoher Prozentsatz der elektrischen und elektronischen Systemprobleme wird durch eine ganz einfache Fehlerquelle verursacht:schlechte (d. h. offene oder kurzgeschlossene) Kabelverbindungen.

Dies gilt insbesondere, wenn die Umgebung feindlich ist, einschließlich solcher Faktoren wie starke Vibrationen und/oder eine korrosive Atmosphäre.

Das größte Ausfallrisiko besteht bei Anschlusspunkten, die sich bei allen Arten von Steckverbindern, Klemmleisten oder Spleißstellen befinden.

Die Kategorie „Verbindungen ” umfasst auch mechanische Schaltkontakte, die man sich als hochzyklische Steckverbinder vorstellen kann.

Unsachgemäße Kabelanschlussösen (z. B. ein am Ende eines Massivdrahts gecrimpter Pressstecker – ein definitiver Fauxpas ) kann nach einem störungsfreien Betrieb zu hochohmigen Verbindungen führen.

Zu beachten ist, dass Verbindungen in Niedervolt-Systemen in der Regel weitaus problematischer sind als Verbindungen in Hochvolt-Systemen.

Der Hauptgrund dafür ist die Wirkung von Lichtbögen über eine Unterbrechung (Stromkreisunterbrechung) in Hochspannungssystemen, die dazu neigen, isolierende Schmutz- und Korrosionsschichten wegzusprengen und bei längerer Dauer sogar die beiden Enden miteinander verschweißen können.

Niederspannungssysteme erzeugen in der Regel keinen so starken Lichtbogen über die Lücke einer Stromkreisunterbrechung und neigen auch dazu, empfindlicher auf zusätzlichen Widerstand im Stromkreis zu reagieren.

Mechanische Schaltkontakte in Niederspannungssystemen profitieren vom empfohlenen minimalen Benetzungsstrom durch sie geleitet, um beim Öffnen eine gesunde Lichtbogenbildung zu fördern, auch wenn diese Stromstärke für den Betrieb anderer Schaltungskomponenten nicht erforderlich ist.

Obwohl geöffnet Ausfälle sind häufiger als kurzgeschlossen Ausfälle machen „Kurzschlüsse“ immer noch einen erheblichen Prozentsatz der Verdrahtungsfehlerarten aus.

Viele Kurzschlüsse werden durch eine Verschlechterung der Drahtisolierung verursacht. Dies gilt wiederum insbesondere dann, wenn die Umgebung feindlich ist, einschließlich solcher Faktoren wie starke Vibrationen, große Hitze, hohe Luftfeuchtigkeit oder hohe Spannung.

Es kommt selten vor, dass ein mechanischer Schaltkontakt kurzgeschlossen ist, außer bei Hochstromkontakten, bei denen es unter Überstrombedingungen zu Kontaktverschweißungen kommen kann.

Kurzschlüsse können auch durch leitfähigen Aufbau über Klemmleistenabschnitte oder die Rückseiten von Leiterplatten verursacht werden.

Ein häufiger Fall von Kabelkurzschlüssen ist der Erdschluss , bei der ein Leiter versehentlich mit Erde oder Chassis-Masse in Kontakt kommt.

Dies kann die Spannung(en) zwischen anderen Leitern im Stromkreis und Masse ändern, wodurch bizarre Systemstörungen und/oder Personengefährdung verursacht werden.

Probleme mit der Stromversorgung

Diese bestehen in der Regel aus ausgelösten Überstromschutzeinrichtungen oder Schäden durch Überhitzung.

Obwohl die Stromversorgungsschaltung normalerweise weniger komplex ist als die mit Strom versorgte Schaltung, sollte sie allein auf dieser Grundlage als weniger fehleranfällig angesehen werden.

Es verarbeitet im Allgemeinen mehr Leistung als jeder andere Teil des Systems und muss daher mit höheren Spannungen und/oder Strömen umgehen.

Aufgrund der relativen Einfachheit des Designs erhält die Stromversorgung eines Systems möglicherweise nicht die technische Aufmerksamkeit, die sie verdient

Aktive Komponenten

Aktive Komponenten (Verstärkungsgeräte) neigen aufgrund ihrer höheren Komplexität und der Tendenz, Überspannungs-/Überstrombedingungen zu verstärken, häufiger als passive (nicht verstärkende) Geräte zu versagen.

Halbleiterbauelemente sind bekanntermaßen anfällig für Ausfälle aufgrund von Überlastung durch elektrische Transienten (Spannungs-/Stromstöße) und thermische Überlastung (Wärme).

Elektronenröhrengeräte sind gegen diese beiden Fehlerarten weitaus widerstandsfähiger, sind jedoch aufgrund ihrer zerbrechlichen Konstruktion im Allgemeinen anfälliger für mechanische Fehler.

Passive Komponenten

Passive Komponenten (nicht verstärkende Geräte) sind die robustesten von allen, da ihre relative Einfachheit ihnen einen statistischen Vorteil gegenüber aktiven Geräten verschafft.

Die folgende Liste gibt eine ungefähre Beziehung der Ausfallwahrscheinlichkeiten (wiederum ist oben die wahrscheinlichste und die unterste die unwahrscheinlichste):

• Kondensatoren (kurzgeschlossen), insbesondere elektrolytisch Kondensatoren. Der Pastenelektrolyt neigt mit zunehmendem Alter dazu, Feuchtigkeit zu verlieren, was zum Versagen führt. Dünne dielektrische Schichten können durch Überspannungstransienten beschädigt werden.
• Dioden offen (Gleichrichterdioden) oder kurzgeschlossen (Zenerdioden).
• Induktor- und Transformatorwicklungen offen oder mit leitfähigem Kern kurzgeschlossen. Fehler im Zusammenhang mit Überhitzung (Isolationsbruch) werden leicht am Geruch erkannt.
• Widerstände offen, fast nie kurzgeschlossen. Dies ist in der Regel auf eine Überstromerwärmung zurückzuführen, seltener jedoch durch Überspannungstransienten (Lichtbogen) oder physische Schäden (Vibrationen oder Stöße). Widerstände können bei Überhitzung auch den Widerstandswert ändern!

VERWANDTE ARBEITSBLÄTTER:

• Arbeitsblatt für grundlegende Fehlerbehebungsstrategien
• Arbeitsblatt zur grundlegenden Fehlersuche im Schaltkreis