電纜插座根部斷線原因及改進措施研究

李家文

（國營蕪湖機械廠，蕪湖 241007）

1 故障概況

某型航空裝備在進行航電系統(tǒng)地面通電檢查時發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)工作狀態(tài)不穩(wěn)定，偶爾發(fā)出故障報警，裝備無法正常工作。經(jīng)過排查所有故障可能涉及的線路后發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)主模塊25#線與增強模塊17#線之間的導線不通。通過檢查確認該電纜插座的25#線在插孔根部斷裂。

2 故障樹分析

分析主模塊25#線在插孔根部斷線的原因，并繪制故障樹分析圖。故障樹分析圖，如圖1 所示。

圖1 故障樹分析圖

2.1 安裝和修理操作不當

第一，剝線損傷導線。通過檢查故障件的外觀，發(fā)現(xiàn)導線斷線處無剪切痕跡。使用放大鏡檢查導線斷裂位置，發(fā)現(xiàn)導線的壓線筒邊緣處存在磕傷?？膫蓪Ь€在彎曲時與壓線筒邊緣摩擦導致[1]。導線沒有剪切形貌，可以推斷出導線不存在剝線損傷。

第二，壓接損傷導線。根據(jù)故障件的外觀檢查結(jié)果，導線斷裂處并非壓接區(qū)域，能夠判斷出導線斷線與壓接質(zhì)量無關，可以排除壓接損傷導致的導線斷線。

第三，導線單根受力。通過檢查電纜的實際裝配情況，發(fā)現(xiàn)電纜順直且有適當余量，符合安裝技術要求，在安裝狀態(tài)下不存在單根導線受力的情況[2]。主模塊的25#線孔排布位置位于插頭邊緣，而插頭位于主模塊臺架后端，因此在拆裝插頭時可能出現(xiàn)拉扯插頭的現(xiàn)象。25#線在拉扯過程中可能會受到外力，因此難以排除維護過程中導線單根受力的情況。25#線孔排布位置，如圖2 所示。

圖2 25#線孔排布位置

2.2 維護造成導線疲勞

第一，拆裝造成導線疲勞。咨詢現(xiàn)場裝配人員發(fā)現(xiàn)，主模塊產(chǎn)品頻繁發(fā)生故障，需要反復拆裝主模塊和對接插頭，可能會導致導線疲勞。

第二，產(chǎn)品振動造成導線疲勞。檢查現(xiàn)場情況發(fā)現(xiàn)，主模塊固定可靠，主模塊插頭對接牢固，不存在振動的情況。

2.3 受拉斷線

檢查導線的斷裂情況發(fā)現(xiàn)，僅1 根導線為受拉斷裂，其余導線均無明顯受拉斷裂跡象，說明在拉力的作用下可能會發(fā)生斷線[3]。

3 導線檢查

3.1 宏觀檢查

主模塊插頭25#導線由7 根銅芯組成，各銅芯的斷裂位置不同。其中：共2 根銅芯的斷裂位置處于壓線筒邊緣；其余5 根銅芯的斷裂位置均在距離壓線筒邊緣約1 mm 處，且銅芯在壓線筒邊緣處出現(xiàn)開裂。主模塊插頭25#導線的宏觀形貌，如圖3 所示。

圖3 主模塊插頭25#導線的宏觀形貌

3.2 微觀觀察

為了準確描述微觀觀察結(jié)果，將銅芯編為1#～7#。通過掃描電鏡觀察銅芯的微觀形貌，其中：6#銅芯和7#銅芯的斷裂位置均位于壓線筒邊緣；1#～5#銅芯的斷裂位置距壓線筒邊緣有一定距離；2#銅芯、4#銅芯和5#銅芯在壓線筒邊緣處存在明顯開裂。1#～7#銅芯的斷面微觀形貌，如圖4 所示。

1#銅芯的頸縮現(xiàn)象明顯，斷面磨損較為嚴重，但是仍能觀察到其斷口處的韌窩形貌，說明1#銅芯由于受到的拉力過載而斷裂。1#銅芯的微觀形貌，如圖5 所示。2#～5#銅芯未發(fā)現(xiàn)明顯的頸縮現(xiàn)象，但磨損較為嚴重，其微觀形貌如圖6 所示。其中：在2#銅芯斷面中部可以觀察到韌窩形貌；3#銅芯和5#銅芯斷面磨損嚴重，使其斷裂特征不明顯；4#銅芯雖然磨損較為嚴重，但在其斷面邊緣仍然可見明顯的疲勞條帶。

圖5 1#銅芯的微觀形貌

圖6 2#～5#銅芯的微觀形貌

6#銅芯和7#銅芯斷面的磨損較輕。斷面兩側(cè)的微觀形貌為疲勞條帶，說明此區(qū)域為疲勞擴展區(qū)。斷面中部的微觀形貌為韌窩，說明此區(qū)域為瞬斷區(qū)，約占整個斷面的40%。此斷面微觀形貌說明6#銅芯和7#銅芯的斷裂性質(zhì)為雙向彎曲疲勞開裂[4-5]。6#銅芯和7#銅芯的微觀形貌，如圖7 所示。

圖7 6#銅芯和7#銅芯斷面的微觀形貌

3.3 分析結(jié)果

分析7 根銅芯的宏觀和微觀形貌得出，2#～7#銅芯的斷裂性質(zhì)一致，均為雙向彎曲疲勞開裂，而1#銅芯則因受拉過載而發(fā)生斷裂。6#銅芯和7#銅芯的斷裂位置均位于壓線筒邊緣，而1#～5#銅芯的斷裂位置則位于距離壓線筒邊緣約1 mm 處。此外，2#～5#銅芯在壓線筒邊緣處存在明顯的開裂現(xiàn)象，推測開裂原因為使用過程中導線在壓線銅邊緣來回彎曲，使導線發(fā)生疲勞開裂?；诖?，可以確定導線的斷裂性質(zhì)為雙向彎曲疲勞開裂。

4 改進措施

第一，增加檢修深度。在修理線纜前，要打開插座尾附取出插孔，分解主模塊的電纜插頭，取出接觸偶并檢查插孔壓接根部的導線線芯質(zhì)量。同時，對于受損的導線要進行重新壓接。

第二，研發(fā)專用排故轉(zhuǎn)接電纜。專用排故轉(zhuǎn)接電纜能夠快速確定故障位置，減少主模塊產(chǎn)品的拆裝次數(shù)，避免線纜疲勞。

第三，開展經(jīng)驗分享和培訓。開展排故經(jīng)驗分享會，并進行排故培訓，以增強工作人員的故障處理能力。

第四，保證產(chǎn)品質(zhì)量。向主模塊產(chǎn)品的承修、承制單位反饋質(zhì)量問題，并針對產(chǎn)品修理和保障問題展開溝通，以減少產(chǎn)品故障，避免電纜因反復彎曲產(chǎn)生疲勞。

5 結(jié)語

主模塊25#孔插座根部斷線的原因為導線在拆裝過程中反復彎曲造成疲勞，同時在修理過程中未能有效識別出該處的疲勞問題，最終使此處發(fā)生斷線。落實改進措施后，該型裝備未再次發(fā)生此類故障，說明改進措施有效，能夠保證航空裝備的穩(wěn)定性。