民航飞机航电设备故障检测与诊断课件：机载电气线路故障检测与诊断

机载电气线路故障检测与诊断民航飞机航电设备

故障检测与诊断5.1机载电气线路故障现象5.2机载电气线路常规检查方法5.3机载电气线路故障检测倒推法

5.4机载电缆故障定位脉冲反射法

5.5本章小结目录https://www.ypppt.com/

5.1机载电气线路故障现象机载电气线路故障现象高频电气线路低频线路飞机上敷设电气线路穿舱施工通常采用非屏蔽线束(低频音频线路

除外)一般采用对接插头，密封导管，钻孔密封等多种形式机载电气线路与航空电子设备、天线等的连接机载电气线路与连接器之间的连接通常采用压接和焊接多采用连接器形式完成多采用屏蔽线束重点关注连接器、机载线束、

屏蔽接线对应故障检查重点是连接器接触不良、机载线束接触不良、屏蔽接地不良。

机载电气线路故障现象机载电气线路的故障诊断日常维护不到位，机载线束与连接器的连接部位长期处于高(低)温、漏水

(油)、容易摩擦等环境之下，而未采

取对应的包扎隔热棉、防水(油)套、

防磨套等措施，时间长久导致故障出现。飞机飞行时普遍存在震动现象，机载线束与连接器固定不合理，会导致线路与连接器的接触部位长期处于受力、受震动状态，时间长久导致故障出现。少量因产品质量不合格，线束、连接器的制作原材料随时间久远老化变性出现故障。线路生产时质量不符合要求，焊(压)接工艺未达到工艺标准，出现虚焊 (压)、断焊(压)、焊(压)错线等

问题。机载电气线路故障现象机载线束与连接器接触不良故障产生原因主要有：连接器的日常维护不到位，如连接器固定松动、固定在容易受震动部位、未采取对应的防护措施(包扎隔热棉、防水套、防磨套等)等。生产时工艺未达到标准要求，如焊接时间过长、焊接温度过高、压接力量过大等，造成连接器外形、内部结构发生改变；最常见的故障原因之一是安装拆卸连接器时未按规范程序操作，紧固不到位、紧固过紧，或野蛮拆装，导致连接器形状受损、针脚弯曲、断裂或缺损；连接器生产工艺未达标准，如制造原材料随时间老化、强度达不到要求、抗振动性能不强等。机载电气线路故障现象连接器自身接触不良故障产生原因主要有：固定过紧固定过松机载电气线束长期处于受力状态，加上飞机长期处于振动环境，容易导致机载电气

线束断路或因绝缘层断裂而产生短路故障。机载电气线束在飞机振动环境下与机体其

他部位发生碰撞、摩擦，时间长久导致线路短路、断路。剪刀、钳子等尖锐物品不小心划伤机载电气线束未采取对应的防护隔热、防水、防

油措施等。敷设弯曲半径不符合日常维护不到位拆装机件时对机载电气线束形成拉

扯舱口盖变形或机载电气线束固定位置不合理导致舱口盖与机载电气线束发生刮擦

机载电气线路故障现象通过搭铁接地常见的故障原因•搭铁线断裂•搭铁线未安装到有效接地

部位•搭铁松动通过航电电气设备外壳接地

的常见故障有•机载电气线束屏蔽层与连

接器连接松动•断路•连接器与航空电子电气设

备外壳未实现有效接地

机载电气线路故障现象https://www.ypppt.com/

5.2机载电气线路常规检查方法目视法•最简单、最直接检查机载电气线路的方法，适用于飞机上视野开阔部位的电气线路检测。•目视法可直接检查电气线路的防护措置有无缺损、绝缘层有无破裂、线路有无断裂、屏蔽层有无接地等故障，对于机载电气线束与连接器之间的连接目视检查则需要将连接器拆卸、分解后进行。•但对于机载电气线束复杂或视野受限的部位，目视法则无用。万用表测量法•利用万用表的电压、电流档、欧姆档可检查机载电气线路故障，特别是用数字万用表的二极管检查档可以快速确定机载电气线路与连接器的焊接是否正确、是否存在断路、短路现象、接地是否良好等。

机载电气线路常规检查方法兆欧表测量法•兆欧表俗称摇表，对于机载电气线路隐

性故障的排除(如成捆线束中的线路之

间的绝缘是否符合要求、是否存在短路、是否存在断路、线芯与屏蔽层之间的短

路等)有着较好的效果。•但是兆欧表采用高压方法实施机载电气线路检测，必须谨慎使用，确保机载电气线路与其他设备、网路断开方可实施检测。功率计测量法•航空电子设备多需通过天线向外发送信

号，设备与天线之间多采用高频线束连

接，高频线束的机上敷设(弯曲半径、敷设走向、敷设固定等)是否符合要求，可以通过功率计测量来予以确认，从而

可以排除一些较隐蔽的故障。

机载电气线路常规检查方法https://www.ypppt.com/5.3机载电气线路故障检测倒推法特点：对于某些机上电气线路故障，尤其是一些有特殊性、瞬时性的问题，从结论往回推，倒过来思考，由故障现象回到已知条件，或许会使问题简单化。该方法不是摒弃常规的思维模式，而是面对一些按照正常排故程序无法排除的故障或者遇到瓶颈时进行的尝试，

也许常规思维难以解决的问题，通过倒推法可以轻松破解。倒推法可以避免被冗繁的故障现象干扰，直接从源头上，找到问题的突破口，提高效率。

机载电气线路故障检测倒推法机载电气线路故障检测倒推法深圳航空公司AIRBUS

A320-200型B6550号飞机曾出现1号电瓶过度放电，在两个月的时间里，机务人员等在飞机航前多次发现电瓶电压过低，导致更换多个

电瓶，给航班保障带来很大困难。该故障一直处于监控

状态，无法排除，后在深圳基地按照机务维修手册执行C检时再次出现异常放电现象，监控测量放电电流为

1.98A，远远超过正常放电电流上限值400mA。引起A320-200型B6550号飞机1号电瓶过度放电故障，可能有6条支路(16CE1，5PB1，12PB1，9PB1，

7XE，22CE1)存在异常放电的可能，如图5.1所示，每一条支路里都可能存在故障件。

机载电气线路故障检测倒推法图5.1A320-200飞机1号电瓶电气线路图更换后再进

行放电电流

测量和部件

测试，确定

故障排除。接着通过手

册分析故障

件功能，结

合相关测试，判定故障件。通过电流表

记录读数，逐个拔出跳

转开关后，测量电流值是否超过

400mA，确

定故障支路。然后继续用

此方法隔离

故障，直到

将故障件缩

小到最小的

可能范围。排故手册中给出了很大篇幅的隔离步骤，只隔离了一条支路，剩下5条支路的故障

件仍然众多。但机务排故

手册中只给

了这样的相

关描述意思

就是其余可

能导致耗电

的线路部分，需要我们自

己分析。机载电气线路故障检测倒推法如图5.1所示，依次拔线出其余5个支路跳线开关5PB1，12PB1，9PB1，7XE

，

22CE1，记录电流表读数。只有拔出跳线开关12PB1后，电流为9.4mA，其余都远大于400mA，可见，当拔出12PB1后，电瓶不再过度耗电，证明耗电原因发生在12PB1

所在支路。如图5.2所示，查看12PB1下游

ASM，此时闭合12PB1，继续依次拔出跳线

开关隔离(从1WF到58GA)，电流一直保

持在1.7A左右，直到拔出跳线开关58GA时，放电电流下降为37mA，耗电部件确定在58GA下游。机载电气线路故障检测倒推法1．故障检测过程图5.2A320-200飞机1号电瓶701PP电气线路图查看线路图，如图5.3所示，58GA下游的继电器60GA有TDO延时控制功能，无论是可靠性方面还是工作原理方面都与我们的猜想一致。为进一步确认故障，执行60GA的功能测试，发现当拔出跳线开关52GA和开关1GA

(见图5.3

)10s后，应该出现L/G

LGCIU1FAULT故障信息，即1#电瓶停止对LGCIU1供电，而此故障信息一直未出现，所以判断是60GA的10s延时断开功能失效，才导致了在飞机整机断电后，1#电瓶仍通过28VDC

HOTBUS向LGCIU1供电，

导致电瓶持续放电，电压过低。至此，电气线

路故障原因被找到。机载电气线路故障检测倒推法1．故障检测过程图5.3A320-200飞机1号电瓶701PP电气线路58GA\60GA继电器控制图更换60GA

，如图5.3所示，执行60GA功能测试：拔出52GA

，无L/G

LGCIU1FAULT信息；闭合52GA

，拔出1GA

，无L/G

LGCIU1FAULT信息；同时拔出52GA和1GA10s后，出现L/G

LGCIU1FAULT信息，10s延时断开功能测试正常，确定故障排除。

机载电气线路故障检测倒推法图5.3A320-200飞机1号电瓶701PP电气线路58GA\60GA继电器控制图2．维修过程机载电气线路故障检测倒推法2．维修过程电气线路故障检测倒推法的思路逻辑如图5.4所示。图5.4电气线路故障检测倒推法思路逻辑https://www.ypppt.com/5.4机载电缆故障定位脉冲反射法民航飞机机载电缆故障定位是机务维修的一项重要内容。由于机载电缆类型复杂、长度较短，被按类别成捆地放置在飞机的夹壁中，犹如“血管”一样遍布飞机的各个部位，使得机务人员判断故障点很不方便。目前机务维修主要是靠人工定位，国内只有少数的几家大型的维修基地拥有从国外进口的机务专用的时域反射测量仪。经过飞机电缆实际维修工作检验，脉冲反射法能有效实现对飞机电缆故障的定位。目前对于电缆故障定位的总体设计方案，主要有以下几种：电桥法、光纤传感法、脉冲电流法、二次脉冲法、音频法、低压脉冲法。

机载电缆故障定位脉冲反射法脉冲电流法•包含直流高压闪络法和冲击高压闪络法两种。•直流高压闪络法常用于定位高阻闪络故障。•冲击高压闪络法作为直闪法的补充适用于直闪法不易测试的泄

漏性高阻故障定位。•直流闪络法和冲击闪络法都会对待测电缆进行闪络，经过几次

闪络之后有些故障点的阻值会出

现下降的现象，导致此类方法失

效。光纤传感定位•一般很准确。它利用光在光纤中传播时，其参数(如振幅、相

位、偏振态等)随着被检测对象

的变化而被调制，通过对调制光

的检测，能得到一些相关参数信

息。•该方法测量简洁、定位快速且不受电磁干扰。•但只适用于低阻接地故障定位检测，一般不用于断路故障定位，因此不适用于飞机电缆故障定位。电桥法•被广泛使用在低阻接地及短路故障测试。•但不能直接用于高阻和断路故障测试。机载电缆故障定位脉冲反射法二次脉冲法•采用高压设备放电的方式，使待测电缆在故障点发生闪络现象，

并且故障点的电弧表现为低阻值；•同时对待测电缆注入低压脉冲，

这个脉冲就会在故障点位置出现

反射。•由于故障点维持低阻状态时间并不确定，实际操作中存在一定的

难度；•容易对周围的电缆造成损坏，且测量所需时间长，不适合于飞机

电缆故障定位。音频法•多用于高阻、闪络和低阻故障的定位。•可使用和冲击闪络法相同的设备，对于电缆护层已经烧穿的故障，

在故障点位置将出现人耳可直接听到的发电声；•很容易造成待测电缆周围电缆的损坏，所以也不适用于飞机电缆

的故障定位。低压脉冲法•是向待测故障电缆首端注入脉冲电压信号，并通过计算入射电压

电磁波和反射电压电磁波的时间

差来进行故障定位。•不需要知道电缆的原始参数，根据反射波便可识别出电缆接头与

分支点的位置。•只适用于低阻和断路故障测距，所以常用于对飞机电缆的短距离

电缆故障进行定位。

机载电缆故障定位脉冲反射法机载电缆故障定位脉冲反射法如图5.5所示，脉冲波往返的时间差t可通过示波器显示，这样可以迅速而准确地确定故障点与测试端的距离x在式(5.1)中，v为脉冲波在电缆中传播的速度，t为入射波与反射波的时间差。脉冲波的传播速度v与传播介质的结构与材料相关，一般油纸绝缘电力电缆中的波速v=160m/μs。图5.5电气线路故障脉冲定位原理图x=

vt(5.1)飞机电气线路的短路、断路等故障的定性检测是根据反馈的波形来确定故障类型。由于电压脉冲在遇到故障点时会出现反射现象，并且故障性质不同其反射波的极性也不同。当反射波与入射波极性相同时，故障为断路故障；当极性相反时，故障为短路故障。由此可区分出故障类型，如图5.6所示。1．单一线路故障的定性检测机载电缆故障定位脉冲反射法图5.6电气线路故障脉冲定位原理图采用脉冲反射原理，向线路送入脉冲电压Ui

，当线路有故障时，故障点输入阻抗Zi不再是线路的特性阻抗Zc而引起反射，其反射系数为从式(5.2)可知，当线路出现断路故障时，Zi趋于无穷大，而P=1，反射脉冲为正；而当线路出现短路故障时Zi趋近于0，而P=−1，反射脉冲为负。p

=

Zi−Zc反射脉冲电压为Un

=pUi

=Ui