一起接触器失效导致飞机多功能显示器黑屏故障分析

孙凯革 王桂芳 郭涛 万晶晶/国营芜湖机械厂

1 故障现象

某型飞机试飞转场滑出时，飞行员发现左右两个多功能显示器同时出现黑屏。飞机停车后，依据故障现象，对系统工作原理进行分析和线路检查，发现KZB-8Y 右直流控制保护装置中的QF4断路器跳出，进一步排查发现，是2 号无线电配电装置故障导致断路器跳出，串件后故障消失。

2 故障原因分析

对故障发生的原因进行系统分析。根据直流配电系统电路图及产品内部原理图，绘出与故障相关的故障电路简图（见图1）。

如图1 所示，产品电网控制线路走向：27V 直流电从机上KZB-8Y 右直流保护配电装置的主汇流条引出，经过QF4 断路器、配电装置配电板代号为127P 的NK-7 开关，进入2 号无线电直流配电装置内部代号为113P 的JC143-J1L 接触器线圈，若电路所经过的器件出现故障，将导致控制线路故障。

产品电网供电线路走向：27V 直流电从机上KZB-8Y 右直流保护配电装置的应急汇流条引出，经过FU2 熔断器、2 号无线电直流配电装置代号为113P的JC143-J1L 接触器的触点D-C，进入2 号无线电直流配电装置内部的主汇流条，以及2 号无线电直流配电装置内部RMFD/LMFD 的107Y 断路器，通过107Y 断路器给左右两个多功能显示器提供工作电源，若所经过的器件出现故障，将导致供电线路故障。

即产品电网控制线路与电网供电线路故障都有可能导致产品故障黑屏，因此需要就具体情况进行分析排查。

图1 故障电路简图

根据上述分析建立如图2 所示的两个多功能显示器黑屏故障树。

3 故障检查

分解检查2 号无线电直流配电装置，发现内部代号为113P 的JC143-J1L接触器外观呈现过热特征，加电测试接触器不工作，初步判断故障是由代号为113P 的接触器器件故障引起的，因此对故障接触器进行失效分析。

1）接触器外观检查

对故障接触器的外部情况进行目视检查，封装体上的字符、内部线路图都清晰可见，但产品铭牌表面发黄，呈现过热特征，其他部分无过电烧毁或机械损伤。产品外观见图3。

2）接触器电特性测试分析

为了确定故障接触器的失效特性，鉴别失效模式，对接触器各引脚间的阻抗进行测试。结果显示线圈引脚+3 和-4之间阻抗为0.13Ω（规范要求的阻抗为78±7.8Ω），其他触点之间的阻抗未见异常。

3）接触器内部检查

为了检查故障接触器内部元器件的组装、互联等结构是否符合要求、是否存在与失效模式有关的内部结构异常或缺陷，通过机械方法进行了开封。开封后从内部线圈的引出端位置可见三根导线的绝缘皮及包裹导线的套管熔融，内部金属导线裸露，整体呈过热特征，见图4。

去除包裹导线的焦裂层，可见与+3和-4 引脚相连的金属导线裸露，并相互接触短路。

打开接触器腔体可见，腔体内部有两组线圈，K1 组线圈较粗，表面漆包膜均呈黑色，部分漆包膜脱落，露出内部铜金属，并相互接触短路；K2 组线圈较细，靠近K1 组线圈的部分铜线漆包膜过热发黑，漆包膜过热的颜色随着与K1 线圈的距离增加而变浅，可见导致K2 线圈过热的热源为K1 线圈，见图5。

图2 两个多功能显示器黑屏故障树

图3 产品外观

图4 整体过热特征

图5 接触器线圈正面形貌

从腔体内部取出线圈，可见侧面包裹线圈的氟塑料薄膜过热龟裂。拆除氟塑料薄膜，线圈漆包膜明显过热变黑，见图6。

拆下接触器触点，动触点和静触点均可见严重熔融烧蚀，见图7。

4）失效分析结果

通过以上分析检查，判断故障出现的原因是：接触器内部辅助触点黏连，起动时K1 线圈长时间通过大电流，产生高温，导致线圈引出导线的绝缘皮熔融、破裂，导线内导体接触，线圈短路。

3 故障验证

根据以上分析，得出故障产生的具体原因：113P 的JC143-J1L 接触器辅助触点黏连，线圈短路，造成过流，使得KZB-8Y 右直流保护配电装置内部接通2 号无线电设备的断路器QF4 跳出，接触器不工作，导致机上供电无法到达2号无线电直流配电装置产品内部的主汇流条，主汇流条掉电，无法对RMFD/LMFD 断路器107Y 提供供电支撑，使得左右多功能显示器因没有工作电源而出现黑屏故障。

在更换了JC143-J1L 接触器之后，左右多功能显示器恢复正常工作，各项性能参数符合要求，装机后使用情况良好，故障最终排除。

4 总结

图6 接触器线圈侧面形貌

图7 接触器触点形貌

这是一起典型的飞机配电系统接触器失效引起座舱内左右多功能显示器同时出现黑屏的故障，导致飞机试飞转场停止。由上述故障案例分析可以看出，作为飞机电气控制系统中重要的基础器件之一，接触器的工作可靠性是非常重要的。随着飞机服役期限的延长，机上电气器件失效日益严重，由接触器触点黏连引起的系统故障日渐突显。此类故障影响到系统正常供电，严重的将导致整机电网断电，甚至会对飞行安全构成危害，应引起足够的重视。应结合飞机大修的实际状态，针对典型接触器失效故障，采取多轮的循序渐进的修理改进（失效分析一工艺改进一可靠性试验-效果评价），在设计、潜在失效分析、工艺、试验、验证等多环节开展工作，及时掌握飞机关键器件的实际状态，确保飞机安全。