浅谈军用低频电缆组件的关注点及常见故障分析

张会海 阳恩规 许海雷 闫海杰

摘 要：随着军用电子技术的快速发展及其特殊要求，对低频电缆组件的质量和可靠性要求越来越高。本文从设计工艺方面介绍了低频电缆组件的关注重点及常见故障，对军用低频电缆组件的设计工艺具有一定的借鉴意义。

关键词：军用低频电缆组件；故障分析；可靠性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.12.144

1 引言

低频电缆组件作为航空航天的重要电子元器件之一，其主要有电连接器、导线、护套、电阻电容等元器件组成。由于整体单位对电缆的需求日益多样化、个性化，而军工低频电缆组件往往都是根据用户的研制需求定制，因此大大增加了质量控制的难度。

军用电缆种类繁多，但其设计工艺要求基本一致，电缆设计过程中必须要充分了解用户的使用要求、使用环境、安装空间及特殊要求，只有充分了解电缆的每一部分是否满足使用要求才能从源头上杜绝设计工艺缺陷。因此设计工艺输出可以从以下几点考虑：

2 电性能参数

电性能是低频电缆组件设计时重要考虑的内容，性能指标不合格产品往往会导致致命的事故。因此在设计时要考虑：用户使用电气参数；连接器是否满足绝缘耐压参数；导线是否满足绝缘耐压参数；导线的载流量；电磁屏蔽要求；大电流存在时材料是否满足要求；电缆中是否含有电容、电阻等易击穿元器件等等。

例如XX型号长电缆在总装装配调试阶段发现A、B孔位传输的信号无法正常接收，单独检测电缆组件，其导通电阻阻值无论静态测试，还是动态（振动试验）检测均稳定，复查电缆组件的绝缘电阻、抗电强度亦符合电缆规范要求。经过多次讨论分析及验证，发现A、B孔位对对应的导线未双绞绞合，两个孔位导线之间电磁干扰严重，导致信号丢失。

3 产品结构尺寸

设备的集成化、模块化发展需要在使用中能够方便地实现快速对接、分离，而低频电缆组件正是起到互联、断开的作用。如果在设计过程中不了解用户的使用空间及安装方式，就会导致低频电缆组件失效。因此设计时需要考虑：电缆外形尺寸是否满足用户要求；电缆是否弯曲使用；弯曲部分是否存在焊点等薄弱部分；安装空间是否存在余量；电缆的厚度、宽度是否满足要求整机走线要求等。

例如XX弹上电缆在使用安装过程中焊点出现断裂，如图1所示。对产品分析可知，电缆设计人员对用户弯折使用的要求不明确，将分线焊点的位置设置在了P1-P2线束段，焊点正好处于弯折位置，在整个线束中焊点焊接结合部位是最薄弱的位置，如图2所示。因此在弯折受力较大的情况下焊点位置出现拉断或者折断。

4 材料的适用性

低頻电缆组件作为一个系统，组成电缆的每一部分均需满足实际使用要求，同时每部分零部件之间需要相互配合。如果不同的零件之间相互排斥、相互发生反应，必会对产品的后续使用造成影响。因此设计时要要考虑：是否有抗辐照要求；非金属材料是否满足真空释气；非金属材料是否满足霉菌要求；零件是否满足盐雾要求；用户的使用温度；连接器、导线、护套的耐温等级；接触件压接筒与导线规格是否匹配；接触件焊杯与导线规格是否匹配；零部件之间使用存在相互影响等。

例如XX低频电缆组件装配三个月后发现连接器尾罩镀镍层腐蚀，产品退回后发现连接器尾罩、防波套镀层均发生腐蚀，并伴有铜绿现象，如下图3。经分析可知，低频电缆组件外层护套采用防静电锦纶丝套，由于防静电锦纶丝套表面附着的防静电剂程酸性特性，在吸附水汽的同时与金属较长时间接触的情况下，发生了电化学腐蚀反应，导致尾罩和防波套表面的氧化腐蚀。因此材料相互之间的选用非常重要。

5 工艺保障能力

连接器的设计往往只考虑到连接器本身的结构尺寸，并未将电连接器与导线看做有机的整体来考虑，因此电缆制作工艺需要弥补连接器本身存在的不足，否则正常装配的低频电缆组件往往容易出现导线损伤、断裂、短路等严重故障，而以上的问题在制作中常常不易被发现，只有在实际使用才能出现故障，即潜在失效。因此设计时需要考虑：屏蔽接地的处理方式；屏蔽端头的处理方式是否合理；分线方式是否合理；导线是否容易出现断线；导线是否为多股线芯；尾罩夹紧是否存在隐患；并线压接的根数是否小于等于2根、线径是否相差不超过60%；线束分支的位置是否合理等。

例如XX弹上电缆在装机调试时发现信号传输不良，经X检测发现连接器7#孔位压接的导线断裂，拆卸尾罩后轻拉导线，导线从胶体内脱出，如图4所示。

经了解，电缆采用AFSPF-250-120/2*0.15高温导线，其导线本身绝缘皮外径较大、材质较硬且与胶体的粘接性较差，同时由于连接器尾部灌胶腔较浅，胶体不能与导线有效粘接保护，设计时未考虑堆胶保护或装配尾罩，因此电缆在弯折使用中出现了导线断裂。

6 试验要求

试验能够有效模拟实际使用环境，在短时间内有效判断产品是否满足使用要求，是验证产品能否满足技术要求的重要环节之一。因此设计时需要考虑：用户要求的试验项目；试验条件是否符合相关标准；连接器、导线是否满足试验参数；涉及焊点需要增加环境筛选试验等等。

7 结束语

针对军用低频电缆多样化的形式，只有结合实际经验、识别管控要点，对以往的失效故障进行汇总分析，不断举一反三，才能整体提高产品设计工艺质量。

参考文献：

[1] GJB5020-2001压接连接技术要求[S].

作者简介：张会海（1986-），男，河北承德人，本科，主要从事于军用低频电缆组件。