某型裝備地面掛機聯調熱電池誤激活故障分析及預防措施

徐志強 趙江 趙永乾

摘要：某型裝備開展地面掛機聯合通電檢查時出現裝備熱電池誤激活問題，通過收集并分析遙測數據，并對裝備各分系統以及載機與裝備交聯關系等的技術分析、試驗驗證，找出了故障產生的原因，制定了預防措施，可為其他裝備故障排查分析提供一定參考。

關鍵詞：熱電池；誤激活；故障；預防措施

Keywords：thermal battery；misactivation；fault；preventive measure

1 故障現象

在執行某型裝備靶訓任務中，在開展地面掛機聯合通電檢查時出現裝備熱電池發熱現象，對裝備熱電池進行性能檢查，確認熱電池已激活。

2 原因分析

2.1 建立故障樹

根據已獲取的相關數據信息，對裝備熱電池誤激活的可能原因進行分析，列出裝備熱電池激活故障樹（見圖1），逐項進行排查分析。

按照故障樹排查分析，經外場排查后排除了載機平臺故障因素，裝備熱電池激活的可能原因與電氣綜控組合故障、熱電池故障、電纜網故障、任務計算機故障以及外部電源異常等因素有關。

2.2 故障排查

1）電氣綜控組合故障。若電氣綜控組合中KA5、KA6繼電器同時出現短接故障或電氣綜控組合內部線路故障，有可能導致裝備熱電池激活。

如圖2所示，載機通過載機分離插頭向電氣綜控組合內的匯流條供電， KA5和KA6繼電器的作用是任務計算機向電氣綜控組合發出熱電池激活指令，KA5和KA6繼電器動作，接通電氣綜控組合內的匯流條向熱電池發出激活信號。KA5和KA6為同型號繼電器，在裝備熱電池激活回路中采用并聯冗余設計，即兩個繼電器中任一繼電器短路，載機向電氣綜控組合內的匯流條供電時，均能發出熱電池激活信號。根據該型繼電器的可靠性和同類型繼電器修理經驗，兩個繼電器內部同時出現短接故障的概率極低。若電氣綜控組合KA5和KA6繼電器相關線路短路，載機向電氣綜控組合內的匯流條供電時，也可能導致熱電池激活。

裝備返廠后，使用電氣系統測試設備對電氣綜控組合（含與激活指令相關的KA5和KA6繼電器）進行性能測試，檢查結果合格。對電氣綜控組合開展隨機振動、高/低溫等環境試驗考核、測試，性能合格。因此，排除電氣綜控組合故障分支。

2）熱電池故障。裝備返廠后，使用爆破網絡歐姆表、500V兆歐表檢查熱電池性能，點火電路電阻為無窮大（技術指標為1.8～2.5Ω），表明熱電池已激活。

通過對遙測數據判讀，發現在裝備二口電壓（外部電源供電）出現約900ms異常掉電情況下，任務計算機發出持續約20ms電池激活信號，表明熱電池是被激活信號所激活，本身技術指標滿足使用要求。因此，排除熱電池故障分支。

3）電氣通路故障。電氣通路故障包括裝備電纜故障和電纜插頭連接不可靠。若裝備電纜中電池激活線路存在短路現象，電纜插頭存在多余物或連接松脫異常等情況，有可能導致熱電池在異常情況下被激活。

裝備返廠后，針對熱電池激活指令信號走向關系，使用電纜專用測試設備，對關聯電纜束（含任務計算機—電氣綜控組合—熱電池之間的連接電纜）進行導通、絕緣性檢測，性能均合格，說明不存在電纜線路短路或接觸不良等異常情況。檢查電氣綜控組合插頭、熱電池連接插頭，均未發現多余物或接觸不良等異常情況。因此，排除電氣通路故障分支。

4）任務計算機故障。電池激活的指令由裝備任務計算機控制發出，電路原理框圖如圖3所示。

TMS320C31中央處理器DSP通過調用AT28C010程序存貯芯片中EEPROM程序計算后，暫存于CYC1098B靜態RAM隨機存儲芯片、STK12C68隨機存儲模塊FLASH中。按照控制時序執行至發送激活電池指令時，通知XCV100端口FPGA管理時序控制程序指令發送激活電池指令，并通過控制ACT273單向緩沖驅動器緩沖、ILQ55光耦隔離器信號隔離、IRFF9230場效應管電流放大驅動后再激活熱電池。外部電源通過與載機連接插頭二口提供27V電源給裝備，作為任務計算機工作電源和熱電池激活信號，即保證任務計算機ILQ55光耦隔離器、IRFF9230場效應管等器件工作所需電壓、電流，并按控制時序激活熱電池工作。

通過對遙測數據進行分析，發現裝備二口電壓（外部電源供電）在238.39～239.28s期間存在異常掉電現象，電壓值掉至約0V，持續時間約900ms（該型裝備耐欠壓要求為18V/50ms，耐瞬斷要求為200μs），二口電壓恢復正常后，任務計算機發出持續約20ms電池激活信號。

裝備返廠后，使用任務計算機測試設備對任務計算機進行性能測試和隨機振動、溫循等環境試驗考核，各項性能均符合技術要求。因此，排除任務計算機故障分支。

5）外部電源異常。對于裝備來說，在開展掛機地面聯調時，外部電源由地面電源車提供，經載機通過連接插頭二口給裝備供電；空中發射時，外部電源由載機提供，通過連接插頭二口給裝備供電。經對裝備任務計算機上電復位與外部電源斷電時間特性分析可知，當外部電源短時斷電時間大于100ms且小于2～2.8s時（取決于產品的器件差異），將導致任務計算機離散量輸出異常，最終可觸發裝備電路激活熱電池。

該裝備在開展掛機地面聯調過程中，當地面外部電源（如電源車等）的供電特性受到外部環境及操作等因素影響后，可能會出現偶發的短時供電波動問題，進而觸發裝備電路激活熱電池，故不能排除外部電源異常故障分支。

3 試驗驗證

對裝備開展模擬900ms掉電試驗，模擬二口電壓約900ms的異常掉電，任務計算機發出持續約20ms電池激活信號，驗證了裝備異常掉電時任務計算機會發出激活信號導致熱電池被激活；使用程控電源對裝備任務計算機模擬900ms斷電試驗，同樣驗證了離散量瞬態（電池激活信號）輸出現象。

4 分析結論

綜合故障裝備內外場排查分析情況，排除了載機平臺故障、操作不當、電氣綜控組合、熱電池和電氣通路故障等因素，造成裝備熱電池誤激活故障的原因為裝備二口電壓（外部電源供電）出現約900ms異常掉電，引起任務計算機發出電池激活信號，導致裝備熱電池激活。

5 預防措施

通過排查分析確認裝備熱電池被異常激活的原因是外部電源出現異常掉電，導致任務計算機離散量輸出異常，最終觸發熱電池激活。制定預防措施如下：

1）后續在對裝備開展掛機地面聯調時，需在確認地面電源車和載機供電正常后方可開展工作。

2）該型裝備掛機地面聯調結束后，需對熱電池是否被激活進行檢查（用手觸摸裝備殼體外表面，若出現發熱溫度偏高現象，可確定熱電池已被激活），以確保熱電池滿足使用要求。

作者簡介

徐志強，工程師，主要從事裝備維修保障技術研究工作。