飞机供电系统全机掉电故障分析

马紫薇 樊纲旗 孙戈东/中航西安飞机工业集团股份有限公司

1 故障描述

飞机地面通电阶段，在采用外部电源对飞机供电检查过程中，供电约30min后，电源控制板上外部电源“接通”指示灯熄灭，机上负载掉电；再次进行外部电源供电功能检查，上述故障稳定复现。

2 故障初步排查

针对地面外部电源接入时出现全机掉电的故障情况，首先检查地面外部电源的工作特性是否正常。图1 为飞机电气参数测试系统检测到的供电中断时间特性记录，图2 为使用测试设备采集到的地面外部电源各项参数，表明地面外部电源工作正常。

根据机上线路连接情况，测量外部电源的输入输出端信号是否正常，涉及到的机载成品有外部电源监控器、外部辅助电源控制盒、地面电源控制盒以及地面维护配电盒等。经测量发现，当外部电源输入时，外部辅助电源控制盒的输出端无信号输出，与外部电源相连的其余机载产品输入输出端信号均正常。将外部辅助电源控制盒拆下，更换为另一台同型号产品，故障消除，由此确认是外部辅助电源控制盒产品故障。

3 故障分析

图1 供电中断时间特性记录

3.1 外部辅助电源控制盒工作原理

外部辅助电源控制盒能对APU 电源系统和外部电源系统输出的115V/200V、400Hz 三相交流电进行控制、转换、传输和分配，其相关功能通过控制产品内装接触器来实现。图3 所示为外部辅助电源控制盒局部工作原理图，地面电能由J2接线柱接入外部辅助电源控制盒，通过K2 接触器，从J3 接线柱输出，向飞机右侧负载供电；通过K2、K5、K7 接触器，从J4 接线柱输出，向飞机左侧负载供电；K2、K5 和K7 接 触 器 必 须同时工作才能保证飞机两侧负载供电正常。

3.2 故障树排查

针对该产品故障产生原因建立故障树（见图4），对各故障分支进行具体分析。

1）插针及汇流条连接故障

目视检查K2、K5 接触器，主触点接线柱及汇流条外观良好，热缩套管无磨损现象。使用紧固力矩为3N·m 的力矩扳手，分别检查J2 接线柱到K2 接触器以及K2 接触器到K5 接触器与汇流条的安装紧固情况，均保持良好，无断裂、裂痕等现象，排除汇流条连接故障；检查线路对应的插针插座情况，插针不存在松动、缩针的现象，排除插针故障。

图2 地面外部电源各项参数

2）K2 接触器故障

产品地面外部电源从接线柱J2 输入，经过K2 接触器后直接从J3 接线柱输出，为飞机右侧负载供电。外部电源由J2 接线柱输入后，J3 接线端无输出，于是将K2 接触器拆下，在28V 下对线圈通电，同时用电流表监测线圈电流为4.32A。产品正常情况下，上电后会从起动绕组工作转换为保持绕组工作状态，线圈电流应为0.43A，因此K2 接触器线圈电流异常，不能排除K2 接触器故障的可能。

3）K5、K7 接触器故障

由于飞机整机不上电，J4 接线柱无电压输出，暂不能排除K5、K7 接触器故障。将K5、K7 接触器拆下，单独对其线圈进行通电，同时用电流表检测线圈电流均为0.4A，K5 和K7 接触器主触点和辅助触点常开触点正常吸合，接触器工作正常，因此可排除K5、K7 接触器故障。

3.3 故障定位

图3 外部辅助电源控制盒局部工作原理图

图4 故障树

图5 接触器线圈辅助触点粘接

经过上述分析，将故障定位为K2接触器线圈电流异常。进一步分析，K2接触器线圈电流异常是由于线圈辅助触点间隙过小，开断时严重拉弧烧蚀使线圈辅助触点粘连，导致K2 接触器只有起动绕组工作，此时线圈电流大。由于K2 接触器外部有断路器作用，K2 接触器驱动信号会中断，K2 接触器不工作，使得J3、J4 接线柱无输出，最终导致飞机全机无法上电。打开罩壳后进行检查，发现线圈辅助触点粘连（见图5）。

4 故障排除

将外部辅助电源控制盒更换为新型交流接触器后，通过多次环境试验、功能试验及长时间工作试验的考核，验证接触器工作正常，各项指标合格，故障排除。

5 总结

通过对飞机供电系统全机掉电故障的分析，得出本次故障原因为外部辅助电源控制盒产品内装K2 接触器线圈辅助触点粘连导致线圈电流异常，使K2接触器无法正常工作，外部电源无法经过主触点向飞机左右两侧供电，最终造成飞机全机无法上电。本文对故障进行了深入的排查和分析，结合产品工作原理给出排故思路和方法，可为类似故障的排除提供参考。