A320飛機交流匯流條連接線指示丟失故障分析

摘要：飛機電源系統匯流條貫穿于飛機各個系統，為飛機上所有的用電設備提供可靠的電力，當出現匯流條連接線丟失故障時，使用單一技術手冊往往無法排除。本文以A320系列飛機為例，通過研究電源系統匯流條線路設計原理，總結出此類故障的排故經驗，應用于航線維修工作中可有效節省排故時間，提高排故效率。

關鍵詞：電源系統；交流匯流條；接觸器

Keywords：electrical power system；AC BUS；contactor

0 引言

匯流條是一種多層層壓結構的導電連接部件，具有低感抗、抗干擾、高頻濾波效果好、可靠性高、節省空間、裝配簡潔等優點。采用匯流條式結構可以大幅減少線纜連接的數量，解決電子系統高密度布局的難題。隨著匯流條應用領域的不斷拓展以及匯流條研究的不斷突破，匯流條已由最初實現電氣連接發展為具有承擔結構支撐、抑制電磁干擾、增加系統可靠性和輔助設備散熱功能等多種用途。航空電子系統中先進飛機匯流條控制器的研究將成為下一代飛機配電系統的發展趨勢。

1 電源系統原理分析

1.1 電源系統布局

A320飛機電源系統采用雙通道供電方式，由三相115/200V，400Hz恒定頻率的交流電系統和28V直流電系統組成。支持整個電源系統的設備包括兩臺發動機發電機（GEN）、APU發電機（APU GEN）、外接電源（EXT PWR）、應急電源（EMER GEN）及電瓶（BAT）等。

1.2 正常供電方式

正常情況下，飛機采用雙通道供電方式。1#發電機給1#交流匯流條供電，2#發電機給2#交流匯流條供電。1#交流匯流條給1#變壓整流器供電，將交流電轉換成28V直流電，并傳送給1#直流匯流條。同理，2#交流匯流條獨立給2#直流匯流條供電。此外，1#交流匯流條給交流重要匯流條（AC ESS BUS）供電，1#直流匯流條給直流電瓶匯流條（DC BAT BUS）和直流重要匯流條（DC ESS BUS）供電。在此模式下，交流電和直流電的供電都采用單獨供電方式，直流電在特殊情況下可采用并聯供電方式。

1.3 應急供電方式

電源系統有重要變壓整流器（ESS TR），在正常供電模式故障或緊急狀況下，可由應急發電機通過ESS TR直接給DC ESS BUS供電。應急發電機（EMER GEN）位于機腹整流罩內部，當AC BUS 1和2失去作用時，沖壓空氣渦輪（RAT）會自動放出，由沖壓空氣驅動藍液壓系統，帶動應急發電機，通過ESS TR給DC ESS BUS供電。當兩個AC BUS和EMER GEN都失效的情況下，電瓶1給靜變流機（STAT INV）供電，靜變流機將直流電轉換為交流電，給AC ESS BUS供電，電瓶2給DC ESS BUS供電。IDG（整體傳動發電機）和APU（輔助動力裝置）可以提供90KVA電力，但是EMER GEN只能提供5kVA的電力，且只給機上關鍵設備供電。

2 歷史故障情況及保留限制

飛機電源系統故障尤其是與匯流條相關的故障經常導致航班不正常，以某航空公司173架A320系列飛機為樣本，對其2015—2019年間電源系統導致航班不正常進行統計，如表1所示。

飛機電源系統故障中，與匯流條相關的警告信息包括：ELEC AC（DC）BUS1（2）、ELEC AC（DC） ESS BUS FAULT、ELEC AC（DC） ESS BUS ALTN、ELEC AC（DC） ESS BUS SHED，MEL均不能放行。可以保留的條目如ELEC GEN 1（2） FAULT依據MEL24-22-01A放行時，不同構型的飛機也有諸多限制，如表2所示。

3 交流匯流條連接線指示丟失故障分析

3.1 故障現象

如出現飛機電子中央監控系統（ECAM）電源系統警告信息，可以根據廠家排故手冊的建議進行排故，但有些電源系統故障并不產生ECAM警告，此類故障往往排故難度較大，給故障分析和維修工作帶來很大的挑戰。

2019年11月，某公司一架A320飛機ECAM電源系統頁面中AC BUS1與AC ESS BUS之間的連接線指示丟失，如圖1所示。正常情況下，AC BUS 1通過AC ESS BUS 連接接觸器向AC ESS BUS和AC ESS SHED BUS供電。當AC BUS 1失去電源時，可通過人工按壓駕駛艙頭頂電源面板上的AC ESS FEED電門，接通AC BUS 2電源，由AC BUS 2繼續向AC ESS BUS和AC ESS SHED BUS供電。此故障現象并沒有觸發ECAM警告，維修人員按壓AC ESS FEED電門，檢查確認AC BUS2與AC ESS BUS之間有連接線，可為AC ESS BUS供電。

3.2 故障原理分析

根據AMM31-67-24和ASM24-25-01，如圖2所示，正常情況下，接觸器3XC1和13XC吸合，AC BUS 1和AC ESS BUS有連接線顯示，如果這兩個接觸器斷開，連接線顯示就會消失。當3XC1吸合后，13XC-X1會得到28VDC。13XC接觸器吸合后，13XCA1A2觸點給SDAC-AA-5B輸入地信號。SDAC（系統數據獲取集中器）接收到這個地信號，AC BUS1和AC ESS BUS連接線就會顯示。SDAC并沒有監控接觸器3XC1的狀態，而是間接地用接觸器13XC的狀態來表示。如果13XC故障在斷開位，SDAC-AA-5B接收不到地信號，會認為3XC1沒有吸合，AC BUS1和AC ESS BUS之間連接線就不會顯示。由此可見，匯流條連接線的顯示可能會出現虛假故障，實際匯流條之間連接正常但連接線卻沒有顯示。

3.3 故障觸發原因

AC ESS BUS與AC BUS1和AC BUS2均沒有連接線，可通過ECAM系統“ELEC”頁面上的匯流條顏色來判斷AC ESS BUS是否有電，綠色表示有電，琥珀色表示沒有電。當AC ESS BUS沒有電時，會觸發ECAM警告AC ESS BUS FAULT。顯示XX則表示匯流條狀態信號不可用。

分析AC ESS BUS FAULT警告的觸發邏輯，需要用到ECAM系統邏輯數據手冊（ESLD）。該手冊在航線排故中不常使用，一般用于查詢需要的計算機輸入、可用的計算機邏輯、計算機輸入的類型（數字式或ARINC式等）、文本代碼信息、程序和狀態消息、信息的顏色、飛行階段抑制、ARINC標簽數據、聽覺警告生成數據和頭頂版信號燈數據等。

根據ELSD1.24.70章節（見圖3），可知SDAC（系統數據獲取集中器）給FWC（故障告警計算機）發送的信號002-00/18是觸發警告的必要條件。 LABEL-SDI是002-00，其中第18位為1時，會觸發ECAM警告AC ESS BUS FAULT。

在ECAM系統邏輯數據手冊的“SDAC SIGNALS”部分中，可查詢到信號002-00/18的“SOURCE（來源）”是來自匯流條BUS-4XP，通過INPUT PINS（輸入引腳）可知，信號從RTP05E（右上插頭05E）銷釘輸入SDAC。

如圖4所示，當匯流條4XP無電時，繼電器3XH會斷開。斷開狀態的3XH其A觸點會將地信號輸入給SDAC1和SDAC2的AD-5E銷釘。SDAC發送給FWC的數字信號002-00中BIT18狀態就為1，FWC將觸發ECAM警告AC ESS BUS FAULT。可見當匯流條不通電時也是根據特定的繼電器開關狀態監控。斷開后，將地信號送給SDAC，用于顯示匯流條的不同顏色，同時觸發ECAM警告。由此可見，如果繼電器3XH出現故障，也會出現虛假的匯流條警告和故障顯示。

3.4 排故方案的制定

當出現ECAM警告AC ESS BUS FAULT時，可以參考TSM24-50-00-810-804-A中的故障確認方法來區別真假警告。參考AMM31-60-00-860-001，完成EIS（電子儀表系統）啟動程序，如果EWD（發動機告警顯示器）和左PFD（主飛行顯示器）黑屏，表示4XP的確沒有電。這時，需要按照TSM的故障隔離程序進行排故。

通過ASM24-52-01和ASM24-25-01，只要匯流條4XP有電，繼電器3XH就可吸合。3XH有A和B兩組觸點，當繼電器斷開時，A輸出地信號給兩部SDAC，B輸出地信號給電門AC ESS FEED（11XC）。如果3XH完全斷開，3XH-A觸點輸出地信號給SDAC，觸發ECAM警告AC ESS BUS FAULT。3XH-B觸點輸出地信號給11XC，即電門AC ESS FEED，使AC ESS FEED電門上的FAULT燈亮。如果兩個現象都有，則無法判斷3XH是否故障，應結合之前的方法判斷匯流條是否確實無電。如果僅出現ECAM警告AC ESS BUS FAULT，FAULT燈不亮，可初步判斷為3XH-A故障在斷開位；如果僅電門AC ESS FEED上的FAULT燈亮，但ECAM警告AC ESS BUS FAULT沒有出現，可初步判斷為3XH-B故障在斷開位。

通過ASM和ELSD分析可知，如果繼電器3XH故障在斷開位，將出現虛假的ECAM警告AC ESS BUS FAULT。針對虛假的匯流條失電警告，應參考TSM 24-50-00-810-803-A來處理，可能的故障源為3XH繼電器或為其供電的跳開關2XH。

4 結束語

針對A320電源系統交流匯流條中的非典型故障，結合TSM、AMM、MEL、ELSD和ASM等手冊資料，確認信號含義，找到相應的電路，進行詳細分析，可順利定位故障源，高效、準確地排除故障。熟練使用這種故障分析方法，不斷積累經驗，可有效縮短排故周期，保障航班盡快恢復運行。

參考文獻

[1]劉建英，楊建忠.飛機電源系統[M] .北京：兵器工業出版社，2004.

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[4] Airbus. ECAM SYSTEM LOGIC DATA [EB/OL]. http：//intranet.airchina. com.cn/. 2019.

作者簡介

邱迪，助理工程師，主要從事飛機技術狀態監控與技術支援工作。