某型艦炮隨動變頻器均無法加高壓故障原因及對策

海軍士官學校兵器系 程杰 陸陽

故障排除是保持、恢復乃至提高戰斗力的重要因素。隨著高新技術的發展及其在艦炮裝備中的應用，對裝備故障排除提出了新要求、新使命，同時也提供了新的手段，使裝備維修工程理論與技術得以迅猛發展。本文在介紹某型艦炮隨動變頻器均無法加高壓的故障現象基礎上，闡述了艦炮加電工作原理，詳細分析了故障原因及排除方法，提出了故障排除過程中的注意事項，為排除其他電路故障提供了有益的參考方法。

電氣部分的故障往往是判斷故障和查找故障的具體部位比較困難，一旦被找到，則排除故障常常是比較容易的。因此，應該將主要精力放在判斷和查找故障方面。電氣部分的原理是看不見的，具有隱性特征，但可以根據工作原理和故障現象去找到故障所在。判定故障的基本分析思路和一般程序是：掌握現象——分析原因——定出范圍——邏輯推理——縮小范圍——找出故障點。某型艦炮隨動變頻器均無法加高壓故障是該型艦炮的典型故障，在射擊過程中如出現該故障將會嚴重影響其完成射擊任務。

1 故障現象

射擊前準備時，發現艦炮遙控加電后低壓正常，隨動驅動柜內風扇運轉，但隨動高低、方位變頻器上電源指示燈均不亮，變頻器沒有加高壓。

2 故障原因分析

2.1 艦炮加電工作原理

某型艦炮加電原理如圖1所示。通常所說艦炮加電流程就是指隨動加電流程。艦炮分為戰斗狀態和維護狀態，戰斗狀態下加電由火控設備給出遙控加電信號，維護狀態下加電由隨動配電箱上本控加電開關給出本控加電信號，之后兩種狀態加電原理完全一致。本案例故障現象是在遙控加電時產生的。

圖1 某型艦炮加電工作原理圖Fig.1 Working principle diagram of electrification for a naval gun

加電前，將開關組合箱上的開關QF1（380V隨動電源開關）和開關QF3（220V隨動電源開關）推至上方（閉合位置），隨動交流380V和交流220V經開關組合箱、濾波器箱送至隨動配電箱，隨動配電箱上兩個指示燈均點亮，表明隨動電源已進入隨動配電箱內。

火控設備發送遙控加電信號，隨動配電箱內隨動配電板上的繼電器K3動作，交流220V送至火炮控制柜內，為中頻電源和中心控制機加電。同時，隨動配電箱內延時繼電器KT2在延時結束后動作，一方面交流220V送至火炮控制柜內，為一體化電源加電，給艦炮提供24V、5V、15V等低壓電源；另一方面控制隨動配電箱內繼電器K4動作，將遙控加電好信號（24V）回告至火控系統。表明艦炮低壓加電動作完成。

中心控制機完成初始化后，由SKIO板向開閉鎖控制板發送開鎖信號，通過冷氣電磁閥、氣路裝置驅動艦炮航行固定器動作（艦炮開閉鎖裝置），艦炮開鎖。艦炮開鎖到位后通過行程開關發送已開鎖狀態信號至隨動配電電路，給隨動變頻器完成預充電后KM2動作，交流380V進入隨動驅動柜，經Z1、Z2濾波器給高低、方位變頻器加電。完成加電后，艦炮功能控制機內檢測驅動板檢測完成火炮狀態采集，經SKIO板上報中心控制機，艦炮顯示狀態正常，表明艦炮高壓加電（變頻器加電）動作完成。

2.2 隨動變頻器均無法加高壓故障原因

由電氣部分故障排除的大量實踐可知，產生故障的原因一般有以下幾個方面：人為原因、絕緣降低、接觸不良、導線和電纜芯線斷路、焊點脫落及元器件老化和損壞。其中，人為原因主要是指違反系統的操作和使用規則，平時檢查不及時和不嚴格要求以及排除故障不及時；對暴露部分或水密不好的部分常常會因為受潮灌入雨水和海水等造成短路或絕緣降低，致使系統工作不正常；而接觸不良是最常見的故障原因。對于電纜的插座和插頭、插件的插座和插頭、開關、電刷和換向器、接線片和接線柱、繼電器和接觸器等觸點和接觸面，常常由于氧化、臟污、燒焦、零件變形、螺帽松動等引起接觸不良，將導致電氣部分工作不正常。

通過對某型艦炮加電工作原理的綜合分析，遙控加電后，低壓加電正常，隨動變頻器無法加高壓故障的可能原因有：

(1)380V電源未正確進入隨動配電箱。

(2)方位、高低航行固定器只解鎖一路或兩路均未解鎖。

(3)方位或高低開鎖位置行程開關工作不正常。

(4)電纜故障。

(5)CPU1板、SKIO板、開閉鎖控制板等故障造成的開鎖指令未正確下達。

3 故障排除方法

要想能夠迅速準確的找到故障的部位，首先必須熟悉裝備電氣部分的工作原理并且熟悉電路傳導的途徑，這兩項是分析和判斷故障的基礎；其次應熟悉電氣部分各部件、元件的具體位置，會熟練地使用儀器儀表，能對電路進行測量。按照從簡單到復雜的排除順序，綜合運用觀察法、聽聲法、比較法、隔除法、更換法、分段測量法、逐級分析法，對隨動變頻器均無法加高壓故障進行排除的流程如圖2所示。

圖2 隨動變頻器均無法加高壓故障排除流程圖Fig.2 Troubleshooting flowchart of follow-up frequency converter failure to add high voltage

3.1 380V電源未正確進入隨動配電箱

(1)檢查隨動配電箱380V電源指示燈是否點亮，若未點亮，則可確定是380V電源未正確進入隨動配電箱。

(2)檢查電源組合開關箱上“380V隨動電源開關”是否已扳至上方位置，若不是，則人工扳至；若是，繼續檢查。

(3)檢查“380V隨動電源開關”是否正常，上方位置時開關的進線端、出線端應導通或電壓相同（注意檢查時確保安全）。若已損壞，應斷電更換；然后觀察故障是否排除，若未排除，繼續檢查。

(4)檢查濾波器箱內濾波器Z1進線端、出線端的交流電壓是否正確，若不正確，則可判定是濾波器故障，更換之。

3.2 方位、高低航行固定器只解鎖一路或兩路均未解鎖

(1)上炮檢查航行固定器解鎖情況，若高低、方位均未解鎖，則很可能是氣路裝置故障或未收到開鎖指令信號（開鎖指令故障在后面“5”中將進行分析）。

(2)檢查工作氣瓶壓力應不低于5.5MPa，氣路裝置氣密性應良好，否則應找出漏氣部位修復，并重新充氣。

(3)若只有一路未解鎖，基本可判定是本路開鎖冷氣電磁閥或航行固定器本身故障，更換損壞的冷氣電磁閥或航行固定器即可。

3.3 方位或高低開鎖位置行程開關工作不正常

(1)上炮檢查發現，高低、方向航行固定器均已解鎖，但開鎖位置行程開關未被可靠壓入，可判定是此故障。

(2)用工具調整行程開關滾輪位置，確保其在開鎖時能被可靠壓入。

(3)若故障仍未排除，直接更換新的行程開關。

3.4 電纜故障

檢查隨動驅動柜隨動濾波器進線端電壓是否正常，若不正常，檢查接口及電纜，視情重新連接或更換。

3.5 CPU1板、SKIO板、開閉鎖控制板等故障造成的開鎖指令未正確下達

(1)上炮檢查航行固定器解鎖情況，若高低、方位均未解鎖，但人工觸動開鎖氣閥發現兩路均可正常解鎖，則基本可判定是開鎖指令未正確下達故障。

(2)檢查火炮控制柜內開閉鎖控制板上繼電器K3線圈兩端是否有24V電源信號，如果沒有可定位到中心控制機內SKIO板和CPU1板，更換相應備板。

(3)檢查時，若K3線圈兩端有24V電源信號，則可能是開閉鎖控制板自身問題，更換備板。

(4)若故障仍未排除，則可能是隨動配電電路故障。

4 故障排除中注意事項

(1)在通電情況下，禁止徒手或使用絕緣不良的工具檢查線路，更不允許帶電進行拆裝和焊接，以保證人身安全。

(2)在沒弄清楚故障的原因時，不允許隨意調節各電位器的旋鈕，也不允許毫無目的的拆除接線柱上的導線。

(3)通電檢查時，在裝備運動范圍內應無人、無物，嚴防傷人和損壞裝備。

(4)本次隨動變頻器均無法加高壓故障案例，經過炮員檢查，發現是由于開閉鎖控制板損壞無法發出開鎖指令造成，更換備板后，隨動正常加高壓。

(5)排除故障的前提是熟悉裝備工作原理，才能結合故障現象分析故障原因，有針對性地采用合理的方法排除，平時應加強裝備原理學習。

(6)本故障在排除過程中，需要對交流380V、直流24V等電壓進行檢測，操作時要注意人身安全，防止觸電；針對不同測量點，要及時調整萬用表檔位，防止損壞裝設備。

5 結語

某型艦炮自動化程度高，屬于復雜裝備，當出現隨動變頻器無法加高壓故障時，首先要將艦炮加電工作原理分析清楚，找到相關電路原理圖，對電路進行仔細分析，按照從簡單到復雜的順序進行逐步排除，使電路故障化繁為簡。

引用

[1] 韓雪濤.變頻器技術快速入門[M].北京:機械工業出版社,2016.

[2] 張相炎.火炮設計理論[M].北京:北京理工大學出版社,2014.

[3] 石晨光.艦炮武器原理[M].北京:國防工業出版社,2014.