某型裝備地面掛機聯(lián)調(diào)熱電池誤激活故障分析及預(yù)防措施

徐志強 趙江 趙永乾

摘要：某型裝備開展地面掛機聯(lián)合通電檢查時出現(xiàn)裝備熱電池誤激活問題，通過收集并分析遙測數(shù)據(jù)，并對裝備各分系統(tǒng)以及載機與裝備交聯(lián)關(guān)系等的技術(shù)分析、試驗驗證，找出了故障產(chǎn)生的原因，制定了預(yù)防措施，可為其他裝備故障排查分析提供一定參考。

關(guān)鍵詞：熱電池；誤激活；故障；預(yù)防措施

Keywords：thermal battery；misactivation；fault；preventive measure

1 故障現(xiàn)象

在執(zhí)行某型裝備靶訓(xùn)任務(wù)中，在開展地面掛機聯(lián)合通電檢查時出現(xiàn)裝備熱電池發(fā)熱現(xiàn)象，對裝備熱電池進行性能檢查，確認熱電池已激活。

2 原因分析

2.1 建立故障樹

根據(jù)已獲取的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，對裝備熱電池誤激活的可能原因進行分析，列出裝備熱電池激活故障樹（見圖1），逐項進行排查分析。

按照故障樹排查分析，經(jīng)外場排查后排除了載機平臺故障因素，裝備熱電池激活的可能原因與電氣綜控組合故障、熱電池故障、電纜網(wǎng)故障、任務(wù)計算機故障以及外部電源異常等因素有關(guān)。

2.2 故障排查

1）電氣綜控組合故障。若電氣綜控組合中KA5、KA6繼電器同時出現(xiàn)短接故障或電氣綜控組合內(nèi)部線路故障，有可能導(dǎo)致裝備熱電池激活。

如圖2所示，載機通過載機分離插頭向電氣綜控組合內(nèi)的匯流條供電， KA5和KA6繼電器的作用是任務(wù)計算機向電氣綜控組合發(fā)出熱電池激活指令，KA5和KA6繼電器動作，接通電氣綜控組合內(nèi)的匯流條向熱電池發(fā)出激活信號。KA5和KA6為同型號繼電器，在裝備熱電池激活回路中采用并聯(lián)冗余設(shè)計，即兩個繼電器中任一繼電器短路，載機向電氣綜控組合內(nèi)的匯流條供電時，均能發(fā)出熱電池激活信號。根據(jù)該型繼電器的可靠性和同類型繼電器修理經(jīng)驗，兩個繼電器內(nèi)部同時出現(xiàn)短接故障的概率極低。若電氣綜控組合KA5和KA6繼電器相關(guān)線路短路，載機向電氣綜控組合內(nèi)的匯流條供電時，也可能導(dǎo)致熱電池激活。

裝備返廠后，使用電氣系統(tǒng)測試設(shè)備對電氣綜控組合（含與激活指令相關(guān)的KA5和KA6繼電器）進行性能測試，檢查結(jié)果合格。對電氣綜控組合開展隨機振動、高/低溫等環(huán)境試驗考核、測試，性能合格。因此，排除電氣綜控組合故障分支。

2）熱電池故障。裝備返廠后，使用爆破網(wǎng)絡(luò)歐姆表、500V兆歐表檢查熱電池性能，點火電路電阻為無窮大（技術(shù)指標為1.8～2.5Ω），表明熱電池已激活。

通過對遙測數(shù)據(jù)判讀，發(fā)現(xiàn)在裝備二口電壓（外部電源供電）出現(xiàn)約900ms異常掉電情況下，任務(wù)計算機發(fā)出持續(xù)約20ms電池激活信號，表明熱電池是被激活信號所激活，本身技術(shù)指標滿足使用要求。因此，排除熱電池故障分支。

3）電氣通路故障。電氣通路故障包括裝備電纜故障和電纜插頭連接不可靠。若裝備電纜中電池激活線路存在短路現(xiàn)象，電纜插頭存在多余物或連接松脫異常等情況，有可能導(dǎo)致熱電池在異常情況下被激活。

裝備返廠后，針對熱電池激活指令信號走向關(guān)系，使用電纜專用測試設(shè)備，對關(guān)聯(lián)電纜束（含任務(wù)計算機—電氣綜控組合—熱電池之間的連接電纜）進行導(dǎo)通、絕緣性檢測，性能均合格，說明不存在電纜線路短路或接觸不良等異常情況。檢查電氣綜控組合插頭、熱電池連接插頭，均未發(fā)現(xiàn)多余物或接觸不良等異常情況。因此，排除電氣通路故障分支。

4）任務(wù)計算機故障。電池激活的指令由裝備任務(wù)計算機控制發(fā)出，電路原理框圖如圖3所示。

TMS320C31中央處理器DSP通過調(diào)用AT28C010程序存貯芯片中EEPROM程序計算后，暫存于CYC1098B靜態(tài)RAM隨機存儲芯片、STK12C68隨機存儲模塊FLASH中。按照控制時序執(zhí)行至發(fā)送激活電池指令時，通知XCV100端口FPGA管理時序控制程序指令發(fā)送激活電池指令，并通過控制ACT273單向緩沖驅(qū)動器緩沖、ILQ55光耦隔離器信號隔離、IRFF9230場效應(yīng)管電流放大驅(qū)動后再激活熱電池。外部電源通過與載機連接插頭二口提供27V電源給裝備，作為任務(wù)計算機工作電源和熱電池激活信號，即保證任務(wù)計算機ILQ55光耦隔離器、IRFF9230場效應(yīng)管等器件工作所需電壓、電流，并按控制時序激活熱電池工作。

通過對遙測數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)裝備二口電壓（外部電源供電）在238.39～239.28s期間存在異常掉電現(xiàn)象，電壓值掉至約0V，持續(xù)時間約900ms（該型裝備耐欠壓要求為18V/50ms，耐瞬斷要求為200μs），二口電壓恢復(fù)正常后，任務(wù)計算機發(fā)出持續(xù)約20ms電池激活信號。

裝備返廠后，使用任務(wù)計算機測試設(shè)備對任務(wù)計算機進行性能測試和隨機振動、溫循等環(huán)境試驗考核，各項性能均符合技術(shù)要求。因此，排除任務(wù)計算機故障分支。

5）外部電源異常。對于裝備來說，在開展掛機地面聯(lián)調(diào)時，外部電源由地面電源車提供，經(jīng)載機通過連接插頭二口給裝備供電；空中發(fā)射時，外部電源由載機提供，通過連接插頭二口給裝備供電。經(jīng)對裝備任務(wù)計算機上電復(fù)位與外部電源斷電時間特性分析可知，當(dāng)外部電源短時斷電時間大于100ms且小于2～2.8s時（取決于產(chǎn)品的器件差異），將導(dǎo)致任務(wù)計算機離散量輸出異常，最終可觸發(fā)裝備電路激活熱電池。

該裝備在開展掛機地面聯(lián)調(diào)過程中，當(dāng)?shù)孛嫱獠侩娫矗ㄈ珉娫窜嚨龋┑墓╇娞匦允艿酵獠凯h(huán)境及操作等因素影響后，可能會出現(xiàn)偶發(fā)的短時供電波動問題，進而觸發(fā)裝備電路激活熱電池，故不能排除外部電源異常故障分支。

3 試驗驗證

對裝備開展模擬900ms掉電試驗，模擬二口電壓約900ms的異常掉電，任務(wù)計算機發(fā)出持續(xù)約20ms電池激活信號，驗證了裝備異常掉電時任務(wù)計算機會發(fā)出激活信號導(dǎo)致熱電池被激活；使用程控電源對裝備任務(wù)計算機模擬900ms斷電試驗，同樣驗證了離散量瞬態(tài)（電池激活信號）輸出現(xiàn)象。

4 分析結(jié)論

綜合故障裝備內(nèi)外場排查分析情況，排除了載機平臺故障、操作不當(dāng)、電氣綜控組合、熱電池和電氣通路故障等因素，造成裝備熱電池誤激活故障的原因為裝備二口電壓（外部電源供電）出現(xiàn)約900ms異常掉電，引起任務(wù)計算機發(fā)出電池激活信號，導(dǎo)致裝備熱電池激活。

5 預(yù)防措施

通過排查分析確認裝備熱電池被異常激活的原因是外部電源出現(xiàn)異常掉電，導(dǎo)致任務(wù)計算機離散量輸出異常，最終觸發(fā)熱電池激活。制定預(yù)防措施如下：

1）后續(xù)在對裝備開展掛機地面聯(lián)調(diào)時，需在確認地面電源車和載機供電正常后方可開展工作。

2）該型裝備掛機地面聯(lián)調(diào)結(jié)束后，需對熱電池是否被激活進行檢查（用手觸摸裝備殼體外表面，若出現(xiàn)發(fā)熱溫度偏高現(xiàn)象，可確定熱電池已被激活），以確保熱電池滿足使用要求。

作者簡介

徐志強，工程師，主要從事裝備維修保障技術(shù)研究工作。