飛機電氣附件綜合試驗臺的研制

郝世勇 戰祥新

海軍航空工程學院青島分院，青島 266041

飛機電氣附件綜合試驗臺的研制

郝世勇 戰祥新

海軍航空工程學院青島分院，青島 266041

飛機電氣附件種類繁多，故障現象復雜，全面檢測比較困難。本文研制了電氣附件綜合試驗臺，通過電路連接，可完成各類飛機300余種電氣附件的測試，測試數據準確可靠，綜合化程度高。

電氣附件；試驗臺；綜合測試

引言

飛機電氣附件主要包括電路控制裝置、電路連接裝置、電路保護裝置、配電設備、各種電阻器件、分流器、互感器等。在整個飛機電氣設備中，電氣附件數量多、分布廣、形式多樣，工作原理各不相同。從功能區分，包括電能的輸送和分配裝置、電路短路或過載時的切斷和保護裝置、電能的分配裝置、相關控制系統的調節裝置、各種電氣參數的敏感和顯示裝置等。從電能種類區分，包括直流器件和交流器件。從組成形式來看，含有機電裝置、電磁裝置、電力電子裝置等[1,2]。

從近年來飛機電氣設備故障統計分析得出，電氣附件出現的故障占有相當大的比重，而且帶來較大的安全隱患，直接影響著飛機的飛行質量和飛行安全。故障現象種類多：如開關、繼電器、接觸器等控制裝置出現觸點接觸不良、接觸電阻過大；電路保護設備不能正常工作，性能指標出現偏差；飛機上的供電匯流條由于機械損傷造成電壓降過大等等。因此，在地面機務維護工作中必須加強檢測，保證各電氣附件的性能指標符合要求。為完成地面檢測工作，通常需要配置大量的檢測試驗器。為實現同一試驗臺完成多種電氣附件測試功能，本文提出了研制電氣附件綜合試驗臺，綜合各類測試資源，通過不同的測試方法，完成電氣附件測試任務。

圖1 某型飛機電氣附件綜合試驗臺原理框圖

1、試驗臺工作原理及結構、功能

該綜合試驗臺為臥式儀器。具體組成主要包括：直流穩壓電源、直流電壓表、直流電流表、低阻表、雙脈沖計時表、毫伏表、毫安表、可調負載電阻、信號燈、測試線及導線、控制開關/按鈕、臥式工作臺等[3]。

1.1 試驗臺工作原理及組成框圖

試驗臺組成及原理框圖如圖1所示。

綜合試驗臺測試原理如下：整套實驗臺包括帶工作臺的臥式機柜以及兩臺低壓直流穩壓電源，輸出分別為60V/5A和30V/50A。根據被測電氣附件的技術特點，按使用說明，連接對應的測試儀器，直接得出或計算出被測參數。其中，內部24V直流電源以及低阻表完成0～100mΩ接觸電阻的測量任務；利用外部直流穩壓電源和毫伏表實現觸點壓差、觸點電阻的測量；利用雙觸發計時表完成繼電器、接觸器等設備動作時間測量；利用直流電壓表、直流電流表以及50A可調負載完成電氣附件帶載能力測量；利用直流毫安表、3W可調電阻、5V電源實現電流型繼電器電流信號檢測。

實驗臺設計成工作臺的形式，方便人員操作以及配套設備的存放。

1.2 試驗臺結構、性能

整套試驗臺包括一體式試驗臺、兩臺直流穩壓電源（輸出功率分別為60V/5A，30V/50A）以及配套的測試線。

圖2 觸點壓差測量和動作時間測量面板

試驗臺工作臺面上方是操縱控制面板，安裝面板的機柜左側裝有試驗臺電源（AC220V、50Hz）輸入接口、兩臺外部電源引入端口，實現外部電源的控制。

面板左側是電源控制部分，依次為外部交流電源電壓表顯示、試驗臺供電開關、外部電源（1）控制開關、外部電源（2）控制開關。

電源控制面板右側為接觸電阻測量面板，依次為低阻表，用于顯示被測設備的接觸電阻；接觸電阻測量控制開關，接通開關，低阻表開始進行接觸電阻測量；24V+、24V-，用于提供接觸電阻測量所需直流電源，進行測量時，將這兩個端口連接到被測設備兩端；U+、U-，接觸電阻測量端口，測量時，將接觸電阻測量兩端連接至該接口。

觸點壓差測量面板如圖2所示，上方毫伏表顯示的是被測觸點的觸點壓差，單位mV；下方左側為測量接口，將被測觸點兩端連接至該接口；右側是觸點壓差測量開關，接通開關，接通電路，開始測量，毫伏表顯示壓差數值。進行觸點壓差測量時，需利用外部直流穩壓電源和試驗臺上的負載電阻，使被測設備工作于額定狀態，然后進行壓差測量。

動作時間測量面板如圖2所示，包括有計時表、計時表測量接口S1、S2、GND以及計時表控制開關。計時表分為雙端和單端測量，通過計時表上的控制按鈕進行切換，切換到對應模式，計時表上的“單端”或“雙端”燈燃亮，計時表上的顯示按鈕用于控制顯示屏是否顯示；測量完畢進行下一次測量前，通過“復位”按鈕清空當前數據。當模式為雙端時，S1、S2分別連接被測設備的先后兩個信號輸入，兩個信號地都連接至GND端；當模式為單端時，用S2和GND接受信號輸入。

面板右側為負載調節與控制模塊，如圖3所示。上方的直流電壓表、直流電流表分別指示負載電阻兩端的電壓以及流過負載的電流，表下的接口留作檢定使用；右側的直流毫安表用于電流型繼電器動作電流測量，其下接口為測量接口，當需要該表測量毫安電流時，將表串入電路。負載控制部分位于整個模塊中下部，可通過接通對應開關接通負載，負載總開關控制負載以及負載風扇的接通和斷開，總負載電流不能超過50A，負載工作中，應注意風扇是否工作，若不工作，應停機檢查。負載的接口位于面板右下方。右側中央的3W可調電阻用于和其上方的毫安表配合使用，當測量電流型繼電器動作電流時，將其和毫安表串聯進行調節。

圖3 負載調節與控制模塊面板

2、試驗臺使用方法和檢查操作步驟

2.1 電纜連接

通過配套的專用電源電纜將試驗器交流供電插座與AC220V/50Hz交流插座可靠連接；通過配套的專用測試線將試驗臺檢測插座與對應的電氣附件可靠連接。

2.2 典型電氣附件（JK型繼電器）性能檢查操作步驟

2.2.1 準備工作

連接試驗臺電源，接通實驗臺供電開關，實驗臺供電電壓表指示電網電壓，試驗臺控制面板上各測量儀表進行上電自檢，自檢結束，除低阻表、毫伏表、毫安表外，其余儀表均指示零。

2.2.2 檢查繼電器的接觸電阻，額定電壓下線圈工作電流

① 按圖4接線，圖中，繼電器線圈供電電源采用外部可調直流穩壓電源APS3005S-3D，將電源的輸出端連接到試驗臺左側的外部電源（1）接線柱上，再連接到繼電器線圈；將繼電器觸頭連接到接觸電阻測量面板部分的“24V+”、“24V-”接線柱上，再將繼電器觸頭兩端連接到接觸電阻測量面板下放的“U+”、“U-” 接線柱上，為防止線路電阻影響，此導線盡量選用粗短導線，并確保與繼電器觸頭的可靠連接。

圖4 繼電器接觸電阻、線圈工作電流測量接線圖

② 將外部可調直流穩壓電源的電壓調整為27V，接通“外部電源（1）控制開關”，將接觸電阻測量面板中央的“接觸電阻測試”開關接通，此時，接觸電阻測量面板上方的低阻表顯示窗口中顯示值即接觸電阻，外部可調直流穩壓電源的電流表指示即為此繼電器線圈額定狀態下的線圈電流，斷開“接觸電阻測試”開關，將測量端從繼電器觸點兩端取下并短接，將剛才測得的接觸電阻減去線路電阻，即得此繼電器被測觸頭的接觸電阻，記錄繼電器接觸電阻以及額定線圈電流數值。

③ 重復前面步驟，測量其余觸點接觸電阻。

2.2.3 檢查繼電器吸動電壓或電流、吸動動作時間

① 按圖5接線；

② 吸動電壓測試：

將外部可調直流穩壓電源的電壓降至0V，接通“外部電源（1）控制開關”，緩慢升高直流穩壓電源電壓，當聽到繼電器吸合動作時，停止調節，此時，可調直流穩壓電源面板上電壓表顯示的電壓即為繼電器吸動電壓，記錄此電壓值。

③ 吸動動作時間測試：

準備工作：將外部可調直流穩壓電源電壓調至27V，將接觸電阻測量面板中央的“接觸電阻測試”開關接通，接通動作時間測量面板右下方的控制開關，通過按壓計時表右側的“控制”鍵使計時表工作于“雙端”狀態，“雙端指示燈”燃亮。

測量：按壓計時表右側“復位”鍵，接通“外部電源（1）控制開關”，繼電器動作，雙觸發計時表顯示數值即為繼電器吸動動作時間，記錄吸動動作時間。

圖5 繼電器吸動電壓、吸動動作時間測量接線圖

保持上圖接線不變,可以檢查繼電器釋放電壓或電流、釋放動作時間。

3、試驗臺的優點

該電氣附件綜合試驗臺與國內外同類產品相比具有以下特點：

3.1 分體化設計，操作使用方便，測試工作效率較高。

該試驗臺在設計上將大功率負載控制柜和試驗器進行了分體化設計，適于部隊的轉場訓練，同時具有較高的通用能力。

3.2 測試精度、準確度高。

該試驗臺所有面板儀表全部選用了盤裝式智能化數字儀表，能夠測量各種電參數的真有效值、觸電的接觸電阻、電磁控制設備的動作時間，使試驗臺具有較高的測試精度。

3.3 較高的可靠性和安全性。

該試驗臺設計了完整的試驗臺和被測電氣附件檢測安全報警系統，具有較高的可靠性和安全性。

3.4 維護檢定方便，綜合測試特點突出

該試驗臺設計了儀表檢定接口，便于試驗器的日常檢定和校準，并且可外掛多種儀器，便于拓展試驗器的測試功能。通過電路連接，在試驗臺上可完成5類共300余種飛機電氣附件的性能指標測試。

4、結束語

該電氣附件綜合試驗臺是為某部隊地面維護工作研制的二線檢測設備，能夠根據飛機地面維護工作的要求，全面檢測飛機電氣附件的性能數據。幾年來，先后完成了繼電器、接觸器、自動保護開關、微電阻器等多類器件的觸點接觸電阻、額定電流時電路連接裝置兩端的電壓差及負載工作狀態等的性能試驗。測試數據準確、可靠，操作使用方便，深受部隊使用人員的好評。

[1]吳偉，郭勇，程俊東. 基于PXI總線技術的飛機電氣綜合測試系統[J]. 計算機測量與控制.2004，12(9)

[2]劉慧英，馬濤，寧飛. 基于PCI數據采集卡的飛機電氣參數測試系統[J].電子技術應用.No.1,2006

[3]廖向紅，王兵. A310飛機C檢電氣故障排故淺析[J].航空維修與工程. No.5,2009

TP274

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.082

郝世勇（1969-），男，碩士，講師，從事航空電氣技術科研與教學工作。