馬紫薇 樊綱旗 孫戈東/中航西安飛機工業集團股份有限公司
飛機地面通電階段,在采用外部電源對飛機供電檢查過程中,供電約30min后,電源控制板上外部電源“接通”指示燈熄滅,機上負載掉電;再次進行外部電源供電功能檢查,上述故障穩定復現。
針對地面外部電源接入時出現全機掉電的故障情況,首先檢查地面外部電源的工作特性是否正常。圖1 為飛機電氣參數測試系統檢測到的供電中斷時間特性記錄,圖2 為使用測試設備采集到的地面外部電源各項參數,表明地面外部電源工作正常。
根據機上線路連接情況,測量外部電源的輸入輸出端信號是否正常,涉及到的機載成品有外部電源監控器、外部輔助電源控制盒、地面電源控制盒以及地面維護配電盒等。經測量發現,當外部電源輸入時,外部輔助電源控制盒的輸出端無信號輸出,與外部電源相連的其余機載產品輸入輸出端信號均正常。將外部輔助電源控制盒拆下,更換為另一臺同型號產品,故障消除,由此確認是外部輔助電源控制盒產品故障。
圖1 供電中斷時間特性記錄
外部輔助電源控制盒能對APU 電源系統和外部電源系統輸出的115V/200V、400Hz 三相交流電進行控制、轉換、傳輸和分配,其相關功能通過控制產品內裝接觸器來實現。圖3 所示為外部輔助電源控制盒局部工作原理圖,地面電能由J2接線柱接入外部輔助電源控制盒,通過K2 接觸器,從J3 接線柱輸出,向飛機右側負載供電;通過K2、K5、K7 接觸器,從J4 接線柱輸出,向飛機左側負載供電;K2、K5 和K7 接 觸 器 必 須同時工作才能保證飛機兩側負載供電正常。
針對該產品故障產生原因建立故障樹(見圖4),對各故障分支進行具體分析。
1)插針及匯流條連接故障
目視檢查K2、K5 接觸器,主觸點接線柱及匯流條外觀良好,熱縮套管無磨損現象。使用緊固力矩為3N·m 的力矩扳手,分別檢查J2 接線柱到K2 接觸器以及K2 接觸器到K5 接觸器與匯流條的安裝緊固情況,均保持良好,無斷裂、裂痕等現象,排除匯流條連接故障;檢查線路對應的插針插座情況,插針不存在松動、縮針的現象,排除插針故障。
圖2 地面外部電源各項參數
2)K2 接觸器故障
產品地面外部電源從接線柱J2 輸入,經過K2 接觸器后直接從J3 接線柱輸出,為飛機右側負載供電。外部電源由J2 接線柱輸入后,J3 接線端無輸出,于是將K2 接觸器拆下,在28V 下對線圈通電,同時用電流表監測線圈電流為4.32A。產品正常情況下,上電后會從起動繞組工作轉換為保持繞組工作狀態,線圈電流應為0.43A,因此K2 接觸器線圈電流異常,不能排除K2 接觸器故障的可能。
3)K5、K7 接觸器故障
由于飛機整機不上電,J4 接線柱無電壓輸出,暫不能排除K5、K7 接觸器故障。將K5、K7 接觸器拆下,單獨對其線圈進行通電,同時用電流表檢測線圈電流均為0.4A,K5 和K7 接觸器主觸點和輔助觸點常開觸點正常吸合,接觸器工作正常,因此可排除K5、K7 接觸器故障。
圖3 外部輔助電源控制盒局部工作原理圖
圖4 故障樹
圖5 接觸器線圈輔助觸點粘接
經過上述分析,將故障定位為K2接觸器線圈電流異常。進一步分析,K2接觸器線圈電流異常是由于線圈輔助觸點間隙過小,開斷時嚴重拉弧燒蝕使線圈輔助觸點粘連,導致K2 接觸器只有起動繞組工作,此時線圈電流大。由于K2 接觸器外部有斷路器作用,K2 接觸器驅動信號會中斷,K2 接觸器不工作,使得J3、J4 接線柱無輸出,最終導致飛機全機無法上電。打開罩殼后進行檢查,發現線圈輔助觸點粘連(見圖5)。
將外部輔助電源控制盒更換為新型交流接觸器后,通過多次環境試驗、功能試驗及長時間工作試驗的考核,驗證接觸器工作正常,各項指標合格,故障排除。
通過對飛機供電系統全機掉電故障的分析,得出本次故障原因為外部輔助電源控制盒產品內裝K2 接觸器線圈輔助觸點粘連導致線圈電流異常,使K2接觸器無法正常工作,外部電源無法經過主觸點向飛機左右兩側供電,最終造成飛機全機無法上電。本文對故障進行了深入的排查和分析,結合產品工作原理給出排故思路和方法,可為類似故障的排除提供參考。