飛機供電系統(tǒng)全機掉電故障分析

馬紫薇 樊綱旗 孫戈東/中航西安飛機工業(yè)集團股份有限公司

1 故障描述

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(wěn)定復(fù)現(xiàn)。

2 故障初步排查

針對地面外部電源接入時出現(xiàn)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(shù)測試系統(tǒng)檢測到的供電中斷時間特性記錄，圖2 為使用測試設(shè)備采集到的地面外部電源各項參數(shù)，表明地面外部電源工作正常。

根據(jù)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(jiān)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(jīng)測量發(fā)現(xiàn)，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(chǎn)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(chǎn)品，故障消除，由此確認是外部輔助電源控制盒產(chǎn)品故障。

3 故障分析

圖1 供電中斷時間特性記錄

3.1 外部輔助電源控制盒工作原理

外部輔助電源控制盒能對APU 電源系統(tǒng)和外部電源系統(tǒng)輸出的115V/200V、400Hz 三相交流電進行控制、轉(zhuǎn)換、傳輸和分配，其相關(guān)功能通過控制產(chǎn)品內(nèi)裝接觸器來實現(xiàn)。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(cè)負載供電；通過K2、K5、K7 接觸器，從J4 接線柱輸出，向飛機左側(cè)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(cè)負載供電正常。

3.2 故障樹排查

針對該產(chǎn)品故障產(chǎn)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(xiàn)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(xiàn)象，排除匯流條連接故障；檢查線路對應(yīng)的插針插座情況，插針不存在松動、縮針的現(xiàn)象，排除插針故障。

圖2 地面外部電源各項參數(shù)

2）K2 接觸器故障

產(chǎn)品地面外部電源從接線柱J2 輸入，經(jīng)過K2 接觸器后直接從J3 接線柱輸出，為飛機右側(cè)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(jiān)測線圈電流為4.32A。產(chǎn)品正常情況下，上電后會從起動繞組工作轉(zhuǎn)換為保持繞組工作狀態(tài)，線圈電流應(yīng)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。

3.3 故障定位

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(jīng)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(dǎo)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(qū)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(dǎo)致飛機全機無法上電。打開罩殼后進行檢查，發(fā)現(xiàn)線圈輔助觸點粘連（見圖5）。

4 故障排除

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(huán)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。

5 總結(jié)

通過對飛機供電系統(tǒng)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(chǎn)品內(nèi)裝K2 接觸器線圈輔助觸點粘連導(dǎo)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(jīng)過主觸點向飛機左右兩側(cè)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(jié)合產(chǎn)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。