【原】一起前舱烧水壶间歇性故障的分析与推理

庞工随手记 2023-07-07 发布于山东

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事件背景

最近一段时间，某A320NEO飞机前舱烧水壶间歇性出现故障。事件经过大致为：

某日，机组报前舱烧水壶故障：
重置跳开关后，测试正常；
运行1日后，机组报烧水壶故障:
更换烧水壶，测试正常；
运行1日后，机组报烧水壶故障：
更换烧水壶，（自启动至加热结束）测试均正常；
运行3日后，机组报烧水壶故障：
更换烧水壶，自测失败；将故障位置的烧水壶对调至后舱测试均正常，开始进一步排故。

针对以上故障，单纯从每一次的处理来看，没有任何问题。因为现象很明显，烧水壶自测正常，加热正常，好就是好。但是如果将该位置的烧水壶近十天内的相关故障进行梳理，也许会发现故障源可能不只是或不是烧水壶。这种故障相对比较隐蔽，地面无法还原故障时的真实状态，给航线排故带来很大压力。下面我们就一起对这起隐形的故障进行分析。

排故经过

针对此故障，排除了烧水壶本身的故障外，接下来就是研究供电了。

我们从AWM中仅摘抄与前舱烧水壶供电有关的部分，供电情况如下：

（图片较大，请横屏观看。）

从上图，我们不难看出：

前舱烧水壶的电源来自1XP 115V AC BUS1;经过123VU上的1MC跳开关，200VU上的4MC接触器，2752VT接线端子，到达前厨房；然后经前厨房电源面板上的CB5跳开关，P105插头，到达烧水壶；

从线路图可以看出，烧水壶由3相115/200VAC400HZ电源供电。为方便查看，图中以A相为例进行了红色标注。仅供参考。

于是整理我们的排故思路为：

沿着供电线路，从烧水壶插头开始，逆向，关键节点，由简到难，测量各相供电情况。测试结论如下：

（1）P1005插头端测量：A/B/C对地电压分别为113/30/113V,初步判断B相电欠压；

（2）CB5跳开关端测量：A1/B1/C1对地电压113/30/113V；A2/B2/C2对地电压113/30/113V；

（3）1MC跳开关端测量：A1/B1/C1对地电压113/113/113V；A2/B2/C2对地电压113/113/113V；

（4）到这儿，我们将范围缩小至1MC跳开关和CB5跳开关之间；

（5）4MC接触器端测量：L1/L2/L3对地电压113/113/113V;T1/T2/T3对地电压113/30/113V；基本确认4MC接触器故障。

接下来，我们看下4MC的控制线路情况：

从上图可以看出，4MC的控制电源来自601PP 28V DC，经35VU上的按钮开关COMMERCIAL，按钮开关GALY&CAB；然后经继电器5XA，6XA，到达4MC的控制端。

正常供电构型下，4MC控制线圈供电吸合，3个触点闭合。

从原理分析，4MC持续闭合，在不考虑触点内阻的情况下，前后端对地电压应该相等。进一步验证了故障件是4MC。

排故结论：更换了4MC接触器，安装原来的烧水壶，测试正常，烧水正常。监控2日正常。未再反馈烧水壶故障。

烧水壶简介

我们机队A320NEO厨房多数装载PN:4360004-85-0018的烧水壶。

这款烧水壶将4.1升水加热至89°C±3°C的温度。烧水壶使用115/200VAC三相360-800Hz电源。

新的纯净水从飞机供水系统自动供应到烧水壶。

此件号的烧水壶功率较大，为4200W。

烧水壶键盘位于前部，由一个“ON/OFF”键和三个LED指示灯组成。指示具有自己的特定功能。

烧水壶一般有4个模式：Self-test mode、On-mode、Error-mode、Maintenance Indication（选装）。

接触器4MC简介

PN:E0175B01E02

件号为E0175B01E02接触器4MC，是一个20A、115V/200V、400Hz三极单掷密封接触器。接触器内部由一个直流电磁体组成，该电磁体同时驱动一列3个主触点A和一个信号反向器装置。接触器由一个密封的金属盒保护，该金属盒支撑紧固和连接部件，装置在正常大气压力下充满惰性气体。

在对拆下的4MC进行详细目视检查发现，继电器外部接线片边缘均有“紫红色”高温烧蚀的痕迹,或是边缘放电的痕迹。

在对拆下的4MC进行测量，L1-T1 ; L2-T2 ; L3-T3之间的阻值均为无穷大，说明在控制线圈断电的情况下，3个触点均断开，没有黏连现象。

为了探究故障原因，我们请专业人员对报废的接触器进行了“解剖”，发现:虽然所有的触点均有吸合撞击的痕迹，但是B相的四个触点损伤明显大于其他触点。主要表现为：（如下图所示）

A触点：明显的烧蚀痕迹，表层还有少许脱落的痕迹；
B触点：（反面）接触点为右侧很少的一部分，并不是整个接触面；
C触点：与A触点对应，烧蚀痕迹明显；
D触点：拆卸困难，未接近。与B触点对应。

大胆猜想

本次烧水壶故障较为蹊跷，时好时坏，对于航线维护，很难一次排除故障。

到底该如何理解这次时好时坏的烧水壶故障呢？

我们依据原理，结合故障表征及排故实际，汇集我与烧水壶修理专家的聊天内容，不妨作一次大胆的猜想：

（1）当4MC控制线圈未通电的条件下，3个触点处于断开的位置；

（2）当4MC控制线圈通电，触点闭合，此时烧水壶开始自测试进而烧水，这个过程耗时不多，继电器温度不高，触点电阻对整个加热环路的影响不大；

（3）当4MC控制线圈持续通电，热水用量增多，烧水壶不间断加热，这时，供电相线持续大电流通过，继电器温度升高，触点温度升高，阻值变大，触点阻值对整个加热环路的影响较大，超出烧水壶电压监控的门槛值，导致烧水壶故障灯亮起，烧水壶处于失效状态，不再加热。烧水壶故障，不加热以后，相线电流变小，继电器温度逐渐降低，慢慢回到初始的待机状态，但是此时如果烧水壶不重置，故障一直显示。飞机落地后，机务工程师对烧水壶电路进行了重置，烧水壶再次进入自检。大概率测试正常，烧水正常。

（符合外站报故障，航后重置跳开关，测试正常的故障表征）

（4）如果4MC相线触点间因大电流出现了烧蚀现象，导致触点电阻很大，在烧水壶自检阶段，大电阻的分压作用使得烧水壶插头端电压超出烧水壶监控门槛值，烧水壶便会报故障，烧水壶进入故障状态。

（符合一直故障，测量前后电压值差距大的故障表征）

声明：以上仅为个人对这起间隙性故障的推理，并不代表客观事实。

结论

虽然烧水壶故障，并不是飞机的重要系统故障，但是对于客舱服务的品质还是有一定影响的，尤其是前舱仅有一个烧水壶。能够快速准确地排除此类隐形故障，是我们追求的目标。

以前，A320CEO大多数烧水壶功率较低，在2500W以内，并且有些老式烧水壶没有监控环路，即使单相电压达不到标准，导致的后果是烧水时间加长，并不会触发故障。输电线路上的负担很小，所以以往故障基本都是烧水壶故障，线路故障很罕见。现如今，烧水壶的功率增大，有些较新件号的烧水壶又增加了几个监控与反馈模块，导致的结果是供电线路（包块跳开关、接触器等）要承受更高的电能压力。由于金属导体的阻值随温度升高而增大、尖端放电、电弧效应等一些固有特性，将来在电源供给线路上的故障也不容忽视。