淺談軍用低頻電纜組件的關注點及常見故障分析

張會海 陽恩規 許海雷 閆海杰

摘 要：隨著軍用電子技術的快速發展及其特殊要求，對低頻電纜組件的質量和可靠性要求越來越高。本文從設計工藝方面介紹了低頻電纜組件的關注重點及常見故障，對軍用低頻電纜組件的設計工藝具有一定的借鑒意義。

關鍵詞：軍用低頻電纜組件；故障分析；可靠性

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

1 引言

低頻電纜組件作為航空航天的重要電子元器件之一，其主要有電連接器、導線、護套、電阻電容等元器件組成。由于整體單位對電纜的需求日益多樣化、個性化，而軍工低頻電纜組件往往都是根據用戶的研制需求定制，因此大大增加了質量控制的難度。

軍用電纜種類繁多，但其設計工藝要求基本一致，電纜設計過程中必須要充分了解用戶的使用要求、使用環境、安裝空間及特殊要求，只有充分了解電纜的每一部分是否滿足使用要求才能從源頭上杜絕設計工藝缺陷。因此設計工藝輸出可以從以下幾點考慮：

2 電性能參數

電性能是低頻電纜組件設計時重要考慮的內容，性能指標不合格產品往往會導致致命的事故。因此在設計時要考慮：用戶使用電氣參數；連接器是否滿足絕緣耐壓參數；導線是否滿足絕緣耐壓參數；導線的載流量；電磁屏蔽要求；大電流存在時材料是否滿足要求；電纜中是否含有電容、電阻等易擊穿元器件等等。

例如XX型號長電纜在總裝裝配調試階段發現A、B孔位傳輸的信號無法正常接收，單獨檢測電纜組件，其導通電阻阻值無論靜態測試，還是動態（振動試驗）檢測均穩定，復查電纜組件的絕緣電阻、抗電強度亦符合電纜規范要求。經過多次討論分析及驗證，發現A、B孔位對對應的導線未雙絞絞合，兩個孔位導線之間電磁干擾嚴重，導致信號丟失。

3 產品結構尺寸

設備的集成化、模塊化發展需要在使用中能夠方便地實現快速對接、分離，而低頻電纜組件正是起到互聯、斷開的作用。如果在設計過程中不了解用戶的使用空間及安裝方式，就會導致低頻電纜組件失效。因此設計時需要考慮：電纜外形尺寸是否滿足用戶要求；電纜是否彎曲使用；彎曲部分是否存在焊點等薄弱部分；安裝空間是否存在余量；電纜的厚度、寬度是否滿足要求整機走線要求等。

例如XX彈上電纜在使用安裝過程中焊點出現斷裂，如圖1所示。對產品分析可知，電纜設計人員對用戶彎折使用的要求不明確，將分線焊點的位置設置在了P1-P2線束段，焊點正好處于彎折位置，在整個線束中焊點焊接結合部位是最薄弱的位置，如圖2所示。因此在彎折受力較大的情況下焊點位置出現拉斷或者折斷。

4 材料的適用性

低頻電纜組件作為一個系統，組成電纜的每一部分均需滿足實際使用要求，同時每部分零部件之間需要相互配合。如果不同的零件之間相互排斥、相互發生反應，必會對產品的后續使用造成影響。因此設計時要要考慮：是否有抗輻照要求；非金屬材料是否滿足真空釋氣；非金屬材料是否滿足霉菌要求；零件是否滿足鹽霧要求；用戶的使用溫度；連接器、導線、護套的耐溫等級；接觸件壓接筒與導線規格是否匹配；接觸件焊杯與導線規格是否匹配；零部件之間使用存在相互影響等。

例如XX低頻電纜組件裝配三個月后發現連接器尾罩鍍鎳層腐蝕，產品退回后發現連接器尾罩、防波套鍍層均發生腐蝕，并伴有銅綠現象，如下圖3。經分析可知，低頻電纜組件外層護套采用防靜電錦綸絲套，由于防靜電錦綸絲套表面附著的防靜電劑程酸性特性，在吸附水汽的同時與金屬較長時間接觸的情況下，發生了電化學腐蝕反應，導致尾罩和防波套表面的氧化腐蝕。因此材料相互之間的選用非常重要。

5 工藝保障能力

連接器的設計往往只考慮到連接器本身的結構尺寸，并未將電連接器與導線看做有機的整體來考慮，因此電纜制作工藝需要彌補連接器本身存在的不足，否則正常裝配的低頻電纜組件往往容易出現導線損傷、斷裂、短路等嚴重故障，而以上的問題在制作中常常不易被發現，只有在實際使用才能出現故障，即潛在失效。因此設計時需要考慮：屏蔽接地的處理方式；屏蔽端頭的處理方式是否合理；分線方式是否合理；導線是否容易出現斷線；導線是否為多股線芯；尾罩夾緊是否存在隱患；并線壓接的根數是否小于等于2根、線徑是否相差不超過60%；線束分支的位置是否合理等。

例如XX彈上電纜在裝機調試時發現信號傳輸不良，經X檢測發現連接器7#孔位壓接的導線斷裂，拆卸尾罩后輕拉導線，導線從膠體內脫出，如圖4所示。

經了解，電纜采用AFSPF-250-120/2*0.15高溫導線，其導線本身絕緣皮外徑較大、材質較硬且與膠體的粘接性較差，同時由于連接器尾部灌膠腔較淺，膠體不能與導線有效粘接保護，設計時未考慮堆膠保護或裝配尾罩，因此電纜在彎折使用中出現了導線斷裂。

6 試驗要求

試驗能夠有效模擬實際使用環境，在短時間內有效判斷產品是否滿足使用要求，是驗證產品能否滿足技術要求的重要環節之一。因此設計時需要考慮：用戶要求的試驗項目；試驗條件是否符合相關標準；連接器、導線是否滿足試驗參數；涉及焊點需要增加環境篩選試驗等等。

7 結束語

針對軍用低頻電纜多樣化的形式，只有結合實際經驗、識別管控要點，對以往的失效故障進行匯總分析，不斷舉一反三，才能整體提高產品設計工藝質量。

參考文獻：

[1] GJB5020-2001壓接連接技術要求[S].

作者簡介：張會海（1986-），男，河北承德人，本科，主要從事于軍用低頻電纜組件。