一起接觸器失效導致飛機多功能顯示器黑屏故障分析

孫凱革 王桂芳 郭濤 萬晶晶/國營蕪湖機械廠

1 故障現象

某型飛機試飛轉場滑出時，飛行員發現左右兩個多功能顯示器同時出現黑屏。飛機停車后，依據故障現象，對系統工作原理進行分析和線路檢查，發現KZB-8Y 右直流控制保護裝置中的QF4斷路器跳出，進一步排查發現，是2 號無線電配電裝置故障導致斷路器跳出，串件后故障消失。

2 故障原因分析

對故障發生的原因進行系統分析。根據直流配電系統電路圖及產品內部原理圖，繪出與故障相關的故障電路簡圖（見圖1）。

如圖1 所示，產品電網控制線路走向：27V 直流電從機上KZB-8Y 右直流保護配電裝置的主匯流條引出，經過QF4 斷路器、配電裝置配電板代號為127P 的NK-7 開關，進入2 號無線電直流配電裝置內部代號為113P 的JC143-J1L 接觸器線圈，若電路所經過的器件出現故障，將導致控制線路故障。

產品電網供電線路走向：27V 直流電從機上KZB-8Y 右直流保護配電裝置的應急匯流條引出，經過FU2 熔斷器、2 號無線電直流配電裝置代號為113P的JC143-J1L 接觸器的觸點D-C，進入2 號無線電直流配電裝置內部的主匯流條，以及2 號無線電直流配電裝置內部RMFD/LMFD 的107Y 斷路器，通過107Y 斷路器給左右兩個多功能顯示器提供工作電源，若所經過的器件出現故障，將導致供電線路故障。

即產品電網控制線路與電網供電線路故障都有可能導致產品故障黑屏，因此需要就具體情況進行分析排查。

圖1 故障電路簡圖

根據上述分析建立如圖2 所示的兩個多功能顯示器黑屏故障樹。

3 故障檢查

分解檢查2 號無線電直流配電裝置，發現內部代號為113P 的JC143-J1L接觸器外觀呈現過熱特征，加電測試接觸器不工作，初步判斷故障是由代號為113P 的接觸器器件故障引起的，因此對故障接觸器進行失效分析。

1）接觸器外觀檢查

對故障接觸器的外部情況進行目視檢查，封裝體上的字符、內部線路圖都清晰可見，但產品銘牌表面發黃，呈現過熱特征，其他部分無過電燒毀或機械損傷。產品外觀見圖3。

2）接觸器電特性測試分析

為了確定故障接觸器的失效特性，鑒別失效模式，對接觸器各引腳間的阻抗進行測試。結果顯示線圈引腳+3 和-4之間阻抗為0.13Ω（規范要求的阻抗為78±7.8Ω），其他觸點之間的阻抗未見異常。

3）接觸器內部檢查

為了檢查故障接觸器內部元器件的組裝、互聯等結構是否符合要求、是否存在與失效模式有關的內部結構異?；蛉毕?，通過機械方法進行了開封。開封后從內部線圈的引出端位置可見三根導線的絕緣皮及包裹導線的套管熔融，內部金屬導線裸露，整體呈過熱特征，見圖4。

去除包裹導線的焦裂層，可見與+3和-4 引腳相連的金屬導線裸露，并相互接觸短路。

打開接觸器腔體可見，腔體內部有兩組線圈，K1 組線圈較粗，表面漆包膜均呈黑色，部分漆包膜脫落，露出內部銅金屬，并相互接觸短路；K2 組線圈較細，靠近K1 組線圈的部分銅線漆包膜過熱發黑，漆包膜過熱的顏色隨著與K1 線圈的距離增加而變淺，可見導致K2 線圈過熱的熱源為K1 線圈，見圖5。

圖2 兩個多功能顯示器黑屏故障樹

圖3 產品外觀

圖4 整體過熱特征

圖5 接觸器線圈正面形貌

從腔體內部取出線圈，可見側面包裹線圈的氟塑料薄膜過熱龜裂。拆除氟塑料薄膜，線圈漆包膜明顯過熱變黑，見圖6。

拆下接觸器觸點，動觸點和靜觸點均可見嚴重熔融燒蝕，見圖7。

4）失效分析結果

通過以上分析檢查，判斷故障出現的原因是：接觸器內部輔助觸點黏連，起動時K1 線圈長時間通過大電流，產生高溫，導致線圈引出導線的絕緣皮熔融、破裂，導線內導體接觸，線圈短路。

3 故障驗證

根據以上分析，得出故障產生的具體原因：113P 的JC143-J1L 接觸器輔助觸點黏連，線圈短路，造成過流，使得KZB-8Y 右直流保護配電裝置內部接通2 號無線電設備的斷路器QF4 跳出，接觸器不工作，導致機上供電無法到達2號無線電直流配電裝置產品內部的主匯流條，主匯流條掉電，無法對RMFD/LMFD 斷路器107Y 提供供電支撐，使得左右多功能顯示器因沒有工作電源而出現黑屏故障。

在更換了JC143-J1L 接觸器之后，左右多功能顯示器恢復正常工作，各項性能參數符合要求，裝機后使用情況良好，故障最終排除。

4 總結

圖6 接觸器線圈側面形貌

圖7 接觸器觸點形貌

這是一起典型的飛機配電系統接觸器失效引起座艙內左右多功能顯示器同時出現黑屏的故障，導致飛機試飛轉場停止。由上述故障案例分析可以看出，作為飛機電氣控制系統中重要的基礎器件之一，接觸器的工作可靠性是非常重要的。隨著飛機服役期限的延長，機上電氣器件失效日益嚴重，由接觸器觸點黏連引起的系統故障日漸突顯。此類故障影響到系統正常供電，嚴重的將導致整機電網斷電，甚至會對飛行安全構成危害，應引起足夠的重視。應結合飛機大修的實際狀態，針對典型接觸器失效故障，采取多輪的循序漸進的修理改進（失效分析一工藝改進一可靠性試驗-效果評價），在設計、潛在失效分析、工藝、試驗、驗證等多環節開展工作，及時掌握飛機關鍵器件的實際狀態，確保飛機安全。