接觸器損壞導(dǎo)致外掛物管理系統(tǒng)未上網(wǎng)故障分析

黃明俊 萬(wàn)晶晶 程道良

摘要：某型飛機(jī)的交流配電裝置和直流配電裝置上的大功率接觸器用于交直流電路的接通和斷開(kāi)，在使用過(guò)程中接觸器動(dòng)作較頻繁，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的飛行使用，該型接觸器出現(xiàn)損壞故障的次數(shù)較多。本文通過(guò)對(duì)一起典型的接觸器損壞導(dǎo)致外掛物管理系統(tǒng)未上網(wǎng)故障的分析，從故障狀況、接觸器失效、故障定位、原因和故障排除等方面對(duì)接觸器和線(xiàn)路進(jìn)行闡述，提出針對(duì)此類(lèi)大功率器件的修理措施，提高了飛機(jī)修理質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：接觸器；外掛物管理系統(tǒng)；故障分析

Keywords：contactor；external store management system；fault analysis

0 引言

外掛物管理系統(tǒng)（SMS）由外掛物處理機(jī)（SMP）、武器接口單元（AIU）等組件組成，功能是對(duì)飛機(jī)攜帶的外掛物實(shí)施有效的管理與控制，自動(dòng)完成各種武器發(fā)射準(zhǔn)備，減輕飛行員的工作負(fù)擔(dān)，保證武器系統(tǒng)的安全性，提高作戰(zhàn)效率。其中，SMP是SMS的核心部件，既作為系統(tǒng)總線(xiàn)的負(fù)載（RT），又作為武器總線(xiàn)的處理單元（BC）。外掛物管理系統(tǒng)未上網(wǎng)故障將導(dǎo)致所有機(jī)上外掛物系統(tǒng)的失效，最終無(wú)法完成任務(wù)。

1 故障情況

某型飛機(jī)飛行前檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)，接通“特種”及“外掛”電門(mén)后，多功能顯示器上顯示外掛物管理系統(tǒng)未上網(wǎng)故障。通過(guò)對(duì)故障現(xiàn)象、系統(tǒng)工作原理分析和線(xiàn)路檢查，串用“1號(hào)特種系統(tǒng)直流配電裝置”后故障消失。再用專(zhuān)用檢測(cè)設(shè)備檢查“1號(hào)特種系統(tǒng)直流配電裝置”的性能，報(bào)代號(hào)為116P的H600-B1N接觸器故障。

2 故障接觸器失效分析

2.1 外部檢查

對(duì)接觸器的外部情況進(jìn)行目視檢查。封裝體上的字符、內(nèi)部線(xiàn)路圖都清晰可見(jiàn)，未見(jiàn)明顯異常形貌。典型形貌如圖1所示。

2.2 電特性測(cè)試分析

為了確定故障接觸器的失效特性，鑒別失效模式，對(duì)接觸器各引腳間的阻抗進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果顯示常開(kāi)觸點(diǎn)A1-A2在接觸器動(dòng)作后始終保持開(kāi)路。

2.3 內(nèi)部檢查

為了檢查故障接觸器內(nèi)部元器件的組裝、互聯(lián)等結(jié)構(gòu)是否符合要求，是否存在與失效模式有關(guān)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)異?；蛉毕?，確定失效位置，通過(guò)機(jī)械方法進(jìn)行了開(kāi)封，整體故障情況如圖2所示。

開(kāi)封后可以看出A2簧片斷裂，斷口邊緣未見(jiàn)熔融或機(jī)械損傷，A2簧片的觸點(diǎn)以及邊緣位置可見(jiàn)燒蝕，邊緣處可見(jiàn)熔融濺射狀，呈現(xiàn)飛弧打火特征，A2引腳下方的金屬結(jié)構(gòu)邊緣熔融，位置與A2簧片邊緣的打火位置對(duì)應(yīng)。典型形貌如圖3、圖4所示。

2.4 斷面微觀分析

進(jìn)一步對(duì)A2簧片斷面形貌進(jìn)行微觀分析。兩個(gè)簧片的所有斷面均可見(jiàn)大小不一的晶體，晶粒面較為光滑，呈現(xiàn)典型的沿晶斷裂特征。斷面典型形貌如圖5所示。

2.5 斷面能譜分析

通過(guò)對(duì)斷面的成分進(jìn)行能譜分析，結(jié)果顯示主要金屬成分為銀（Ag）、鎂（Mg）和鎳（Ni），可以確定該斷裂簧片為銀鎂鎳合金。

2.6 維氏硬度測(cè)試

在主觸點(diǎn)簧片上隨機(jī)選取3個(gè)位置，進(jìn)行表面顯微維氏硬度測(cè)試。根據(jù)GJB1740-93要求，銀鎂鎳合金在內(nèi)氧化處理后表面顯微維氏硬度值應(yīng)不小于133HV。經(jīng)過(guò)實(shí)際硬度測(cè)試，斷裂的簧片硬度均低于標(biāo)準(zhǔn)要求的最低硬度，如表1所示。

2.7 失效結(jié)果

通過(guò)以上檢查，結(jié)合產(chǎn)品的使用特點(diǎn)判斷，接觸器內(nèi)部A2簧片的機(jī)械強(qiáng)度低，導(dǎo)致簧片動(dòng)作時(shí)發(fā)生脆性斷裂，使得A1和A2引腳無(wú)法接通導(dǎo)致H600-B1N接觸器失效。

3 故障原因及排除

通過(guò)對(duì)故障發(fā)生的原因進(jìn)行系統(tǒng)分析，從故障電路原理圖（見(jiàn)圖6）可以看出，27V直流電從機(jī)上“左直流保護(hù)配電裝置”的“應(yīng)急匯流條”引出，經(jīng)過(guò)“1號(hào)特種系統(tǒng)直流配電裝置”主匯流條熔斷器FU6、“1號(hào)特種系統(tǒng)直流配電裝置”內(nèi)部代號(hào)為116P的H600-B1N接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)A1-A2、“1號(hào)特種系統(tǒng)直流配電裝置”內(nèi)部的主匯流條、“1號(hào)特種系統(tǒng)直流配電裝置”內(nèi)部的SMS直流供電斷路器44A，最后通過(guò)該斷路器為SMS主控計(jì)算機(jī)提供工作電源。由于H600-B1N接觸器故障，造成“1號(hào)特種系統(tǒng)直流配電裝置”故障，最終導(dǎo)致27V直流電無(wú)法提供給SMS主控計(jì)算機(jī)。

分析結(jié)果表明，H600-B1N接觸器損壞原因是接觸器內(nèi)部A2簧片機(jī)械強(qiáng)度低，發(fā)生脆性斷裂。更換該故障接觸器重新裝配合格后，對(duì)“1號(hào)特種系統(tǒng)直流配電裝置”進(jìn)行性能試驗(yàn)，故障未重現(xiàn)，各項(xiàng)性能參數(shù)符合要求，裝機(jī)后使用情況良好，故障最終排除。

4 結(jié)論

針對(duì)“接觸器損壞導(dǎo)致外掛物管理系統(tǒng)未上網(wǎng)”故障，分別從機(jī)上系統(tǒng)電路和接觸器產(chǎn)品內(nèi)部產(chǎn)生的故障原因進(jìn)行查找、理化試驗(yàn)分析。該型接觸器為仿制國(guó)外產(chǎn)品，使用較長(zhǎng)時(shí)間后性能會(huì)下降，結(jié)合近期對(duì)其他產(chǎn)品中同型號(hào)接觸器故障信息的收集分析發(fā)現(xiàn)，服役時(shí)間較長(zhǎng)的飛機(jī)中此型接觸器故障率偏高。針對(duì)此現(xiàn)象維修廠已采購(gòu)庫(kù)存相關(guān)器件，對(duì)大修中使用較長(zhǎng)的此型接觸器進(jìn)行換新處理，保證了飛機(jī)相關(guān)系統(tǒng)的性能穩(wěn)定。

作者簡(jiǎn)介

黃明俊，高級(jí)工程師?，F(xiàn)主要從事飛機(jī)電氣、電纜方面研究相關(guān)工作。

萬(wàn)晶晶，工程師?，F(xiàn)主要從事飛機(jī)電氣附件方面研究相關(guān)工作。

程道良，高級(jí)工程師?，F(xiàn)主要從事飛機(jī)電氣方面研究相關(guān)工作。