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1、维修MAINTENANCE利用PROTEL仿真技术分析断路器跳闸故障AnaIysisonTrippingFaiIureofCircuitBreakerbyPROTELSimuIationTechnoIogy■于占辉张鹏君田宇飞丁珊/石家庄海山实业发展总公司摘要：针对飞机地面交流供电电源相位错误引起的断路器跳闸故障，利用PROTEL仿真功能分析故障的原因，将看不见的电信号变为看得见的波形图，增强了感性认识。为故障复现探索了新的方法，且针对飞机产品的设计缺陷，提出了改进建议。关键词：PROTEL；跳闸；仿真；改进建议Keywords:PROTEL；tripping;simuIa
2、tion；improvementsuggestionPROTEL是Altium公司在20世纪803）连接变压器和断路器之间的电缆性不大,因为飞机上安装有“外部电源监年代末推出的EDA软件,在电子行业的短路。控器”,其作用就是监控外部交流电源的CAD软件中,是电子设计者的首选软件。针对上述可能的情况,依次测量了状态。当交流电源过压、欠压、过频、欠频PROTEL是个完整的板级全方位电子设计电缆并更换了三相变压器、断路器,仍未或相序错误,该监控器都会切断外部交流系统,包含了电路原理图绘制、模拟电路与找出故障原因。电源的供电。也许有些理论并未被掌握,数字电路混合信号仿真、多层印制电
3、路板因此还是应测量交流电源来进行判断。设计、可编程逻辑器件设计等功能。其中仿2原因分析与查找首先,用三用表测量A-N之间的电压真功能包括交流小信号分析、瞬态特性分至此,已经排除了除电源以外所有为115.1V,B-N之间的电压为114.9V,C-N析、噪声分析、直流分析、参数扫描分析、傅涉及的因素。理论上电源发生故障的可能之间的电压为114.7V。交换三用表表笔后,立叶分析和传递函数分析等,还提供了功重新测量A-N之间的电压为115.0V,B-NA能强大的仿真结果分析工具,可以记录各之间的电压为114.9V,C-N之间的电压为B种需要的仿真数据,显示各种仿真波形,还C114.
4、6V。测量结果表明,各相电压正常,所可以进行波形缩放、波形比较、波形测量含直流分量也正常,具体见图2的示波器截等,帮助用户快速而准确地估计电路性能。DBG-3图,400Hz频率稳定,谐波分量符合要求。本文利用PROTEL软件的仿真功能对过流其次,测量线电压A-B为200V,B-C引起的断路器跳闸故障进行分析。为115V,A-C为115V,说明交流电源有问ABC题,交流电源三相的相位出现错误。按照1故障描述XYZGJB181B规定的三相相位差120˚的规定,某型飞机交流电源在地面向飞机供电若A相相位为0˚,则B相相位为240˚,C相三相变压器时,三相变压器断路器DBG-3就会
5、跳闸(供相位为120˚。但故障电源A相为0˚,B相为电图见图1)。根据断路器跳闸的一般情况,怀240˚,C相为60˚。正常与错误的波形图分xyz疑故障原因是负载短路。测量负载电阻,正别如图3、图4所示。常。但为了隔离故障,仍然将三相变压器负载全部断开进行试验,故障依旧。排除负载abc3PROTEL仿真原因后,推断故障原因涉及以下三个方面。为了复现故障并了解三相变压器中1）三相变压器内部短路；接负载电流的变化请况,在PROTEL中搭建三相2）DBG-3断路器故障；图1三相变压器供电简图变压器Y/△型连接的仿真电路（见图5）。航空维修与工程2017/284AVIATIONMAI
6、NTENANCE&ENGINEERINGwww.aviationnow.com.cn其中,电阻R1～R6为限流和电流取样用,为0,即三相变压器的空载次级电流约为0。为0˚、240˚、300˚,振幅、频率不变,仿真结不影响仿真结果。其次,将A、B、C三相相位分别设定果如图7所示,变压器初级电流约460mA,首先,设定A、B、C三相相位分别为0˚、次级电流约1.5A。初、次级电流增大超过R2V1TF1240˚、120˚,振幅为115V,频率400Hz,仿真百倍。根据仿真结果,对于实际的电路,相V1结果如图6所示,变压器次级、初级内的电位错误的交流电源足以达到使DBG-3断115
7、流约为零（1fA=10-15A）,电阻R6上的电压路器跳闸的阈值。10TO1R4R3V2TF2204产品改进建议虽然飞机上安装了外部电源监控V4V2R6器,但并没有阻止不符合规定的交流电源115R5110TO120向飞机供电,说明产品设计存在缺陷。查V5看电源监控器原理图,监控器只监控三相R1V3TF3电压,并不监控线电压,或者说只监控相V3115序,即A相超前B相120˚,并没有监控C相的情况。正如本文遇到的情况,A相超前10TO1图2示波器测量波形图B相120˚,A相超前C相60˚的情况就不会图5电路仿真图被检
