电气系统出厂测试的排故方法

曹 萌 孙明庆 黄笑宇



电气系统出厂测试的排故方法

曹 萌 孙明庆 黄笑宇

（首都航天机械公司，北京 100076）

对火箭出厂测试过程中，出现故障的严重程度进行分类，将多因素决策方法与排故经验进行有效综合，通过采用故障树方法、故障替换法、故障交换法等相应的处理步骤进行排故，可在确保系统安全的前提下，使系统故障快速定位，达到排故的目的。供出厂测试人员参考。

运载火箭；电气系统；故障定位

1 引言

电气系统测试是运载火箭出厂前的最后一次检测，通过全面测试火箭的电气系统，检查控制、遥测、外安等性能参数，暴露产品设计和生产中的缺陷，提高出厂火箭质量，缩短发射周期。随着电气系统单机日益小型化，测试环境的复杂多变，电气系统在测试过程中会出现一些突发性、复杂性的故障。将测试问题进行分类并提出有效的排故步骤及方法，为出厂测试中此类问题的排除提供有益参考。

2 测试问题分类

电气系统测试过程中根据出现故障的影响程度，分为安全性问题和非安全性问题。安全性问题属于比较严重的故障，一方面会造成相关人员的人身安全伤害，演变成技术安全事故；另一方面会对测试设备乃至箭上产品造成不可挽回的损坏，丧失其基本功能。

2.1 典型安全性问题

a. 高压气路、液路故障。高压气体及液体在产品测试中应用广泛，压力传感器测试使用的压缩空气均在10MPa以上，供气管路松脱会造成严重的人身伤亡；出现气路故障，高压气体充入发动机内，造成发动机报废。

b. 大功率电气设备故障。地面电源等测试设备负责为弹上产品提供测试用电，一旦出现故障将导致弹上产品断电，损坏平台系统等敏感元器件。

c. 平台倒台故障及伺服机构乱摆、喷油等造成弹上产品损坏。

2.2 非安全性问题

非安全性问题根据在测试中所发生阶段的不同，分为实时性问题、非实时性问题。

a. 实时性问题：测试设备指示灯异常；计算机自动测试数据超差、报警；三轴转台等动作响应不正确；弹上产品或地面测试设备漏电等。

b. 非实时性问题：测试数据判读超差；数据比对不一致；多媒体记录判读不正确。

3 处理问题的一般原则

由于全箭电气系统复杂，在系统测试中故障出现的部位和类型难以预料，故障诊断也没有固定模式。因此测试前要做好制定相应问题的应急处理预案，出现问题时要按程序处理并提出排故措施。故障诊断按照简单到复杂、状态变化最少的原则，并确认仪器供电正常，避免因该故障模式再次损坏仪器。

4 问题的处理步骤与方法

由于安全性问题与非安全性问题造成的危害程度不同，因此在两类故障的处理上也不尽相同。

4.1 安全性问题处理步骤

a. 断电，切断危险源，防止危险扩大；

b. 全面记录现场情况：包括故障发生的时间、地点、时机、环境条件，故障产品的名称、型（代）号、图号、编号、批次等全面信息；汇总、核实情况、作好记录，必要时对故障现象进行拍照和摄像。

c. 分析、处理问题。及时发现、处理问题，减小设备损失。平台、箭机、伺服系统等箭上设备和地面各单机在发生故障时会有不同的表现形式：电压、电流、频率、反馈指示、状态指示等，应及时发现问题并上报。当遇到伺服系统乱摆、喷油等严重故障时，为确保弹上产品及人员安全，可直接断电。由于此类问题发生突然、影响严重，须立即切断弹上及地面设备电源。应尽量使用多媒体设备对系统测试全程进行记录，为分析处理问题提供可靠依据。

4.2 非安全性问题处理步骤

a. 保护现场，冻结状态；

b. 全面记录故障现象；

c. 召集有关人员，初步分析，统一描述；

d. 根据情况，进行故障复现；

e. 根据故障现象、复现结果、分析结果，形成处理方案后实施排故。

非安全性问题占系统测试故障的大多数，此类问题有充足时间供分析排查。尽量保持弹上及地面设备状态，保护好测试现场，不要轻易改变接口和电连接器，勿使故障现象消失，便于查找和分析故障原因。

4.3 主要问题处理方法

a. 检查产品技术状态，确认状态变化，分析故障产品的质量履历、工作历史，同类产品的故障历史。

b. 查看测试状态的正确性，包括：查看产品、设备及系统试验状态是否符合技术文件要求，设备电连接器插接正确性，地面设备正确使用。确认问题原因。

c. 采用故障树方法，深入分析各种可能因素。根据故障现象，确定故障顶事件，建立故障树，依据故障树开展排查工作。

d. 故障定位应按顺序进行，一般按弹、箭上与地面，系统与单机的顺序进行定位；可采取断开弹地脱插或在弹地接口处并联笔录仪等记录设备的方法，将故障分离定位到弹（箭）上、地面。

e. 采用替换法进行故障定位；在分析到故障的大概原因时，利用相同型号仪器的输出信号替换传输通道测试仪器本身或传输通道环节。

f. 采用交换法进行故障定位；把具有相同功能的两个测试模块或相同性能的激励信号源进行交换测试，判别模件或单机是否存在故障。

g. 对于现场复现排查没有把握的故障，可在实验室进行模拟试验。

5 案例分析

某型号在进行“发射综合检查”时系统出现故障，具体表现为：当地面机出现“准备＜转电＞”的提示，操作手按下“回车键”时，尾段号手听到伺服机构声音异常，地面直流稳压电源电流表显示电流突然曾加，超过正常电流值的50%。这时地面机显示“未测到弹上+D转电信号！”。为保证安全，立即断电。

分析为弹上配电器故障，单元测试发现配电器已损坏，将新配电器直接安装上弹加电测试，故障复现。

重新进行分析，并在不加电状态下进行全面的导通绝缘检查，发现控制系统在连接弹上电池正负母线的接线盒内部有一铜片将其短接，导致+D母线短路。

更换第3台配电器，并逐次更换相应弹上电缆网、地面PLC模块，逐次、全面地导通绝缘检查后，加电测试，结果均正常。问题启示：

a. 当初步定位弹上配电器故障后，未对造成配电器故障原因进行全面分析。

b. 措施要谨慎、保守。在未全面分析的前提下，更换弹上配电器并加电，导致第2台配电器被烧毁。

c.在故障发生后应首先对弹上地面测试状态的正确性进行确认，之后对弹上进行导通绝缘检查，同时分析第1台配电器的故障原因，而不是盲目更换弹上配电器进行加电测试。

6 结束语

电气系统的排故模式很多，每一次故障排除的过程都是一次学习的机会。本文将排故问题分为安全性问题和非安全性问题两类，进行不同的处理步骤，通过技术状态检查法、测试状态查看法、建立故障树法、故障定位顺序法、替换法、交换法等方法将问题一一排除，逐步缩小故障范围，可以迅速对故障定位及排除。经过总结归纳发现很多分析、排故的方法是相通的。所以，每次排故后的需要认真总结，提排除高测试人员故障的能力，使思路更加清晰，同时也为别人提供借鉴。

1 李光均. 控制-检测-可靠性[M].北京：宇航出版社,1996

2 Q/Y 144-2011型号产品质量问题归零管理要求. 北京：中国运载火箭技术研究院,2011

3 苏恺伦，郑建明，祖建晶. 浅谈军品电路与整机的排故方法[J].航天制造技术，2007(2)：43

4 孙靖，王东，杨晓明. 遥测系统非电量测量设备的故障分析及排除方法[J].航天制造技术，2012(2)：69～71

Troubleshooting Methods for Electrical System Factory Test

Cao Meng Sun Mingqing Huang Xiaoyu

(Capital Aerospace Machinery Company, Beijing 100076)

In this study, the faults that appeared in the factory test were classified according to severity. Furthermore, the multi-factor decision-making method and troubleshooting experience were effectively synthesized. In addition, by clearing troubles with the fault tree, fault replacement and fault exchange methods, as well as the other corresponding processing steps, these system faults can be located quickly on the premise of ensuring system safety, allowing the purpose of troubleshooting to be realized. This study provides reference for the factory test staff.

launch vehicle；electrical system；fault location

曹萌（1987-），硕士，测试技术与仪器专业；研究方向：火箭检测技术。

2017-04-06