Orientação para o uso de relés selados
Introdução
A menos que especificamente aconselhado de outra forma pela TE Engineering, todos os relés lacrados (que têm um meio de ventilação fornecido pelo fabricante) devem ser ventilados após a montagem e limpeza do PCB, mas antes de serem usados eletricamente, para que as classificações publicadas permaneçam aplicáveis.
Existem vários tipos de relés que não têm meios de ventilação fornecidos pelo fabricante. Esta Nota de aplicação não aborda esses tipos.
Para obter informações adicionais sobre o processo envolvendo os relés, consulte a Nota de aplicação relacionada "Montagem, terminação e limpeza de relés de placa de circuito impresso".
Identificação, localização e remoção da cobertura da abertura de ventilação
(Veja as figuras a seguir)
- As aberturas de ventilação podem ser pequenos orifícios cobertos por um selo de fita ou um pequeno pino plástico cilíndrico (chamado de "ponta de ventilação").
- As aberturas de fita podem ser posicionadas em qualquer lugar, exceto na superfície de montagem da PCB, e devem ser abertas após o processo, descascando a fita.
- As aberturas do tipo pino/ponta geralmente são posicionadas dentro de uma pequena depressão, geralmente na parte superior do relé — em frente à superfície de montagem —, mas podem ser localizadas em qualquer lugar.
- As aberturas do tipo pino são liberadas cortando o pino com uma lâmina afiada ou quebrando-o com uma pequena ferramenta com ponta, como uma chave de fenda. Flexionar o pino de um lado para o outro fará com que ele se frature, resultando em uma abertura de ventilação pequena.
- Deve-se tomar cuidado para evitar forçar o plástico pelo orifício ou sujar o orifício com qualquer revestimento ou outro tipo de contaminante que possa estar na superfície do relé, já que esses materiais podem causar a constrição do fluxo de ar através da ventilação.
Figura 1. Identificação, localização e remoção da cobertura da abertura de ventilação
Por que os relés laváveis selados precisam ser ventilados
Existem dois efeitos/condições principais que podem ocorrer se os relés selados não forem devidamente ventilados antes do uso elétrico): 1) possível falha de isolamento e 2) redução da vida útil da comutação de contatos.
A vida útil "nominal" do relé leva esses efeitos em conta, de modo que nenhuma dessas condições deveria ocorrer durante a vida nominal em um nível de carga especificado. No entanto, se o relé selado não for ventilado ou se for operado além da vida útil nominal de falha real, qualquer uma dessas condições pode ocorrer.
Falha de isolamento
Quando os contatos do relé alternam uma tensão e corrente que sejam suficientes para gerar um arco, isso resultará na formação de vapor metálico, ozônio, carbono e outros contaminantes. Isso aumenta proporcionalmente com a corrente, tensão e temperatura da carga.
Esses contaminantes então se precipitam ou condensam sobre as superfícies internas do relé. Como esses contaminantes podem ser ligeiramente condutivos, talvez causem a formação de um caminho para a fuga corrente entre partes energizadas dentro do relé. Isso é especialmente crítico se esse caminho se formar na superfície plástica entre os contatos ou terminais do relé.
O acúmulo contínuo desses contaminantes pode resultar no aumento do fluxo de corrente através de superfícies isoladas, o que pode formar uma trilha de carbono de diminuição da resistência ao longo do tempo. Eventualmente, esse caminho pode conduzir corrente suficiente para causar o derretimento do plástico ou, em último caso, a carbonização, o que pode resultar em comprometimento estrutural da função do relé e, em casos graves, chamas.
Vida útil de contato reduzida
A formação de um arco nos contatos descrita acima também resulta em um ambiente contaminado, rico em íons, dentro do relé, o que aumenta o comprimento desse arco de comutação. Isso resulta em uma erosão acelerada dos contatos e a formação de mais contaminantes.
Por fim, o contato do relé corroerá até perder a sua finalidade, o que poderá causar um circuito aberto (falha ao fazer contato) ou uma força de contato tão baixa que o contato cola quando faz a corrente de carga (falha ao romper).
A vida útil do contato pode ser reduzida de 20 a 50% do valor nominal em alguns relés. Esse efeito depende, em grande medida, da porcentagem da corrente nominal sendo trocada, juntamente com as condições de temperatura ambiente.
A ventilação de um relé selado permite a "respiração" natural do relé, ajudando a reduzir o acúmulo de contaminantes, o que resulta na redução/eliminação dos modos de falha acelerada mencionados acima.
Notavelmente, a maioria dos testes de Agências e testes de confiabilidade internos em relés selados é realizada com o relé devidamente ventilado.
Condições em que os relés selados não são ventilados
Em condições especiais de aplicações específicas, pode-se recomendar que os relés selados não sejam ventilados. Essas condições incluem (mas não se limitam a):
- Uma quantidade muito menor de corrente do que a nominal do contato.
- Baixos níveis de tensão e/ou corrente no contato
- Baixas temperatura ambientes
- Baixa taxa de comutação e baixo número de operações de comutação ao longo da vida esperadas na aplicação.
- A necessidade de baixa resistência do contato em baixas tensões e correntes, especialmente em ambientes muito contaminados.
- Operação em cargas de contato de baixo a médio porte, em ambientes sujos (poeira, graxa, maresia, poluição urbana etc.)
- A aplicação de revestimento isolante por pulverização ou imersão em relés montados em PCB, onde a área da ponta de ventilação do relé não está mascarada
Atenção
A Engenharia da TE deve ser sempre consultada para analisar a aplicação antes que relés selados possam ser utilizados em condições que exijam vedação sem ventilação durante o serviço.
Orientação para o uso de relés selados
Introdução
A menos que especificamente aconselhado de outra forma pela TE Engineering, todos os relés lacrados (que têm um meio de ventilação fornecido pelo fabricante) devem ser ventilados após a montagem e limpeza do PCB, mas antes de serem usados eletricamente, para que as classificações publicadas permaneçam aplicáveis.
Existem vários tipos de relés que não têm meios de ventilação fornecidos pelo fabricante. Esta Nota de aplicação não aborda esses tipos.
Para obter informações adicionais sobre o processo envolvendo os relés, consulte a Nota de aplicação relacionada "Montagem, terminação e limpeza de relés de placa de circuito impresso".
Identificação, localização e remoção da cobertura da abertura de ventilação
(Veja as figuras a seguir)
- As aberturas de ventilação podem ser pequenos orifícios cobertos por um selo de fita ou um pequeno pino plástico cilíndrico (chamado de "ponta de ventilação").
- As aberturas de fita podem ser posicionadas em qualquer lugar, exceto na superfície de montagem da PCB, e devem ser abertas após o processo, descascando a fita.
- As aberturas do tipo pino/ponta geralmente são posicionadas dentro de uma pequena depressão, geralmente na parte superior do relé — em frente à superfície de montagem —, mas podem ser localizadas em qualquer lugar.
- As aberturas do tipo pino são liberadas cortando o pino com uma lâmina afiada ou quebrando-o com uma pequena ferramenta com ponta, como uma chave de fenda. Flexionar o pino de um lado para o outro fará com que ele se frature, resultando em uma abertura de ventilação pequena.
- Deve-se tomar cuidado para evitar forçar o plástico pelo orifício ou sujar o orifício com qualquer revestimento ou outro tipo de contaminante que possa estar na superfície do relé, já que esses materiais podem causar a constrição do fluxo de ar através da ventilação.
Figura 1. Identificação, localização e remoção da cobertura da abertura de ventilação
Por que os relés laváveis selados precisam ser ventilados
Existem dois efeitos/condições principais que podem ocorrer se os relés selados não forem devidamente ventilados antes do uso elétrico): 1) possível falha de isolamento e 2) redução da vida útil da comutação de contatos.
A vida útil "nominal" do relé leva esses efeitos em conta, de modo que nenhuma dessas condições deveria ocorrer durante a vida nominal em um nível de carga especificado. No entanto, se o relé selado não for ventilado ou se for operado além da vida útil nominal de falha real, qualquer uma dessas condições pode ocorrer.
Falha de isolamento
Quando os contatos do relé alternam uma tensão e corrente que sejam suficientes para gerar um arco, isso resultará na formação de vapor metálico, ozônio, carbono e outros contaminantes. Isso aumenta proporcionalmente com a corrente, tensão e temperatura da carga.
Esses contaminantes então se precipitam ou condensam sobre as superfícies internas do relé. Como esses contaminantes podem ser ligeiramente condutivos, talvez causem a formação de um caminho para a fuga corrente entre partes energizadas dentro do relé. Isso é especialmente crítico se esse caminho se formar na superfície plástica entre os contatos ou terminais do relé.
O acúmulo contínuo desses contaminantes pode resultar no aumento do fluxo de corrente através de superfícies isoladas, o que pode formar uma trilha de carbono de diminuição da resistência ao longo do tempo. Eventualmente, esse caminho pode conduzir corrente suficiente para causar o derretimento do plástico ou, em último caso, a carbonização, o que pode resultar em comprometimento estrutural da função do relé e, em casos graves, chamas.
Vida útil de contato reduzida
A formação de um arco nos contatos descrita acima também resulta em um ambiente contaminado, rico em íons, dentro do relé, o que aumenta o comprimento desse arco de comutação. Isso resulta em uma erosão acelerada dos contatos e a formação de mais contaminantes.
Por fim, o contato do relé corroerá até perder a sua finalidade, o que poderá causar um circuito aberto (falha ao fazer contato) ou uma força de contato tão baixa que o contato cola quando faz a corrente de carga (falha ao romper).
A vida útil do contato pode ser reduzida de 20 a 50% do valor nominal em alguns relés. Esse efeito depende, em grande medida, da porcentagem da corrente nominal sendo trocada, juntamente com as condições de temperatura ambiente.
A ventilação de um relé selado permite a "respiração" natural do relé, ajudando a reduzir o acúmulo de contaminantes, o que resulta na redução/eliminação dos modos de falha acelerada mencionados acima.
Notavelmente, a maioria dos testes de Agências e testes de confiabilidade internos em relés selados é realizada com o relé devidamente ventilado.
Condições em que os relés selados não são ventilados
Em condições especiais de aplicações específicas, pode-se recomendar que os relés selados não sejam ventilados. Essas condições incluem (mas não se limitam a):
- Uma quantidade muito menor de corrente do que a nominal do contato.
- Baixos níveis de tensão e/ou corrente no contato
- Baixas temperatura ambientes
- Baixa taxa de comutação e baixo número de operações de comutação ao longo da vida esperadas na aplicação.
- A necessidade de baixa resistência do contato em baixas tensões e correntes, especialmente em ambientes muito contaminados.
- Operação em cargas de contato de baixo a médio porte, em ambientes sujos (poeira, graxa, maresia, poluição urbana etc.)
- A aplicação de revestimento isolante por pulverização ou imersão em relés montados em PCB, onde a área da ponta de ventilação do relé não está mascarada
Atenção
A Engenharia da TE deve ser sempre consultada para analisar a aplicação antes que relés selados possam ser utilizados em condições que exijam vedação sem ventilação durante o serviço.
