电缆偶发故障检测技术分析

于占辉 李伟 曾柯 高小江/ 石家庄海山实业发展总公司 空装驻石家庄地区军事代表室

0 引言

航空装备中经常出现由于电缆偶发问题引起的故障，特别是部分故障仅在空中出现，这是由于空中环境与地面不同，尤其是空中振动引起电缆的共振，从而造成电缆偶发故障，如电缆的“短路”“断路”等接触不良故障。在地面进行排故时，通常只能通过机上晃动电缆来模拟空中的振动情况以定位故障点。幸运时通过电缆的晃动和万用表的测量可以找到故障点，但大多数情况下由于晃动频率无法达到电缆的共振点，电缆的振动幅度小，产生的“短路、开路”时间短，使得万用表检测不出电缆的问题。只有更换整条电缆才能排除故障，具体故障点在哪里却无法查明。

既然有故障，为何检测不出？原因是对于电缆偶发故障特别是瞬时故障，现有的检测技术存在缺陷，该缺陷即是万用表需要反应时间。

电缆常见的故障是短路、断路、绝缘不好。针对电缆短路、断路故障，常用的电缆检测技术是用万用表电阻法和电压法（数字式和指针式）。针对电缆绝缘不好故障常用兆欧表测量， 由于绝缘不好偶发故障的偶发率很小，本文暂不分析。

图1 电缆“短路”故障电阻法模型

1 “短路”故障的电阻检测法

根据图1 所示，利用单脉冲发生器和继电器建立电缆“短路”故障电阻检测法的测量模型。脉冲发生器发出正脉冲、继电器常开触点吸合表示电缆发生“短路”故障。改变脉冲的宽度可以模拟“短路”故障的时间。图2 是常用的UT51 型数字万用表和MF500 型指针万用表。

表1 分别为用UT51 型数字万用表与MF500 型指针万用表（下同）按图1所示测量的数据。逐渐缩小脉冲时间，模拟瞬时“短路”故障可能出现的情况。不同的测量模式得出的结果不一样。只有大于数据的“短路”时间才能被万用表检测到，即小于所示数据的瞬时“短路”故障用所述方法是无法检测到的。

图2 常用万用表

2 “断路”故障的电阻检测法

根据图3 所示，利用单脉冲发生器和继电器建立电缆“断路”故障的测量模型。脉冲发生器发出正脉冲、继电器常闭触点断开表示电缆发生“断路”故障。改变脉冲的宽度可以模拟“断路”故障的时间。

表2 分别为用数字万用表与指针万用表按图3 所示测量的数据。逐渐缩小脉冲时间，模拟瞬时“断路”故障可能出现的情况。低于模拟数据的瞬时开路故障用万用表是无法测量的。从表2 可以看出，无论用数字万用表还是指针式万用表测量断路故障，结果相近。

3 “断路”故障的电压检测法

根据日常惯例，利用单脉冲发生器和万用表建立电缆“断路”故障的电压检测法模型，如图4 所示。脉冲发生器发出单个负脉冲，模拟瞬间“断路”故障掉电的发生。改变脉冲的宽度可以模拟“断路”故障的时间。

从表3 可以看出，低于实验数据的瞬间掉电故障是无法用万用表测量出的。

表1 短路故障电阻检测法结果

图3 电缆“断路”故障电阻法模型

图4 电缆“断路”故障电压法模型

4 示波器电压检测法

无论是电缆的“短路”还是“断路”故障，均可以使用一端接电源、另一端用示波器测量电压的方法进行检测。示波器可以捕捉到纳秒级的信号，可以说无盲区。

表2 断路故障电阻检测法结果

表3 断路故障电压检测法结果

5 结论

对于电缆偶发故障的检测方法首选示波器电压检测法，无法使用示波器的可以选择指针式万用表电阻法。对于“断路”故障可以使用数字万用表电阻法，对于瞬时“短路”故障不建议使用数字万用表电阻法。不建议使用万用表的电压法，费时、费力，存在安全风险，且检测灵敏度没有电阻法高，容易漏检。