電纜偶發(fā)故障檢測技術(shù)分析

于占輝 李偉 曾柯 高小江/ 石家莊海山實(shí)業(yè)發(fā)展總公司 空裝駐石家莊地區(qū)軍事代表室

0 引言

航空裝備中經(jīng)常出現(xiàn)由于電纜偶發(fā)問題引起的故障，特別是部分故障僅在空中出現(xiàn)，這是由于空中環(huán)境與地面不同，尤其是空中振動(dòng)引起電纜的共振，從而造成電纜偶發(fā)故障，如電纜的“短路”“斷路”等接觸不良故障。在地面進(jìn)行排故時(shí)，通常只能通過機(jī)上晃動(dòng)電纜來模擬空中的振動(dòng)情況以定位故障點(diǎn)。幸運(yùn)時(shí)通過電纜的晃動(dòng)和萬用表的測量可以找到故障點(diǎn)，但大多數(shù)情況下由于晃動(dòng)頻率無法達(dá)到電纜的共振點(diǎn)，電纜的振動(dòng)幅度小，產(chǎn)生的“短路、開路”時(shí)間短，使得萬用表檢測不出電纜的問題。只有更換整條電纜才能排除故障，具體故障點(diǎn)在哪里卻無法查明。

既然有故障，為何檢測不出？原因是對(duì)于電纜偶發(fā)故障特別是瞬時(shí)故障，現(xiàn)有的檢測技術(shù)存在缺陷，該缺陷即是萬用表需要反應(yīng)時(shí)間。

電纜常見的故障是短路、斷路、絕緣不好。針對(duì)電纜短路、斷路故障，常用的電纜檢測技術(shù)是用萬用表電阻法和電壓法（數(shù)字式和指針式）。針對(duì)電纜絕緣不好故障常用兆歐表測量， 由于絕緣不好偶發(fā)故障的偶發(fā)率很小，本文暫不分析。

圖1 電纜“短路”故障電阻法模型

1 “短路”故障的電阻檢測法

根據(jù)圖1 所示，利用單脈沖發(fā)生器和繼電器建立電纜“短路”故障電阻檢測法的測量模型。脈沖發(fā)生器發(fā)出正脈沖、繼電器常開觸點(diǎn)吸合表示電纜發(fā)生“短路”故障。改變脈沖的寬度可以模擬“短路”故障的時(shí)間。圖2 是常用的UT51 型數(shù)字萬用表和MF500 型指針萬用表。

表1 分別為用UT51 型數(shù)字萬用表與MF500 型指針萬用表（下同）按圖1所示測量的數(shù)據(jù)。逐漸縮小脈沖時(shí)間，模擬瞬時(shí)“短路”故障可能出現(xiàn)的情況。不同的測量模式得出的結(jié)果不一樣。只有大于數(shù)據(jù)的“短路”時(shí)間才能被萬用表檢測到，即小于所示數(shù)據(jù)的瞬時(shí)“短路”故障用所述方法是無法檢測到的。

圖2 常用萬用表

2 “斷路”故障的電阻檢測法

根據(jù)圖3 所示，利用單脈沖發(fā)生器和繼電器建立電纜“斷路”故障的測量模型。脈沖發(fā)生器發(fā)出正脈沖、繼電器常閉觸點(diǎn)斷開表示電纜發(fā)生“斷路”故障。改變脈沖的寬度可以模擬“斷路”故障的時(shí)間。

表2 分別為用數(shù)字萬用表與指針萬用表按圖3 所示測量的數(shù)據(jù)。逐漸縮小脈沖時(shí)間，模擬瞬時(shí)“斷路”故障可能出現(xiàn)的情況。低于模擬數(shù)據(jù)的瞬時(shí)開路故障用萬用表是無法測量的。從表2 可以看出，無論用數(shù)字萬用表還是指針式萬用表測量斷路故障，結(jié)果相近。

3 “斷路”故障的電壓檢測法

根據(jù)日常慣例，利用單脈沖發(fā)生器和萬用表建立電纜“斷路”故障的電壓檢測法模型，如圖4 所示。脈沖發(fā)生器發(fā)出單個(gè)負(fù)脈沖，模擬瞬間“斷路”故障掉電的發(fā)生。改變脈沖的寬度可以模擬“斷路”故障的時(shí)間。

從表3 可以看出，低于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的瞬間掉電故障是無法用萬用表測量出的。

表1 短路故障電阻檢測法結(jié)果

圖3 電纜“斷路”故障電阻法模型

圖4 電纜“斷路”故障電壓法模型

4 示波器電壓檢測法

無論是電纜的“短路”還是“斷路”故障，均可以使用一端接電源、另一端用示波器測量電壓的方法進(jìn)行檢測。示波器可以捕捉到納秒級(jí)的信號(hào)，可以說無盲區(qū)。

表2 斷路故障電阻檢測法結(jié)果

表3 斷路故障電壓檢測法結(jié)果

5 結(jié)論

對(duì)于電纜偶發(fā)故障的檢測方法首選示波器電壓檢測法，無法使用示波器的可以選擇指針式萬用表電阻法。對(duì)于“斷路”故障可以使用數(shù)字萬用表電阻法，對(duì)于瞬時(shí)“短路”故障不建議使用數(shù)字萬用表電阻法。不建議使用萬用表的電壓法，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，且檢測靈敏度沒有電阻法高，容易漏檢。