控制系統(tǒng)接插件失效機理分析及防范措施
一 控制系統(tǒng)接插件故障情況
接插件是控制系統(tǒng)重要的配套元器件，從系統(tǒng)、分系統(tǒng)、機柜、印刷電路板到每個可更換的獨立單元，成千上萬的接插件如同人的神經系統(tǒng)分布于各個系統(tǒng)和部位，擔負著控制系統(tǒng)的電能傳輸、信號控制與傳遞任務。任何一個接插件故障都將導致整個控制系統(tǒng)或某一控制設備無法正常工作或停役。因此，有效預防控制系統(tǒng)接插件故障對確保發(fā)電機組的安全、穩(wěn)定、經濟運行具有重要意義。
二 控制系統(tǒng)接插件常見故障
控制系統(tǒng)接插件是一種為電纜(包括通信電纜)和電纜端頭提供快速接通和斷開的連接器件。通常要求接觸部位該導通的地方不僅必須導通，且必須接觸可靠；對絕緣部位不該導通的地方必須可靠絕緣?，F(xiàn)結合工作中碰到和參與的幾起接插件故障原因分析情況，概括出3種接插件常見故障。
1. 接觸不良
接觸件是接插件的核心零件，也是其導電部分，它將來自接插件的插頭(或插座)尾部所連接的電線或信號線的電壓或電流信號傳遞到與其相配的接插件插座(或插頭)對應的接觸件上。故接觸件須具備優(yōu)良的結構、穩(wěn)定可靠的接觸保持力和良好的導電性能。由于接觸件結構設計不合理、材料選用不當、機械加工尺寸超差、表面粗糙，熱處理、膠接及表面處理等工藝不合理，儲存使用環(huán)境惡劣和操作使用不當?shù)仍?，都會在接插件的接觸部位和端接部位造成接觸不良。
表1中案例1、2為某電廠2臺機組因通信接插件接觸不良造成的2次MFT動作；案例9為某電廠因DEH電源插頭接插件接觸不良引起的跳機動作。通過對這3個接插件的現(xiàn)場模擬試驗發(fā)現(xiàn)，一旦稍有振動，個別插針接觸電阻就會發(fā)生跳變，同一接插件中插針的插拔力差別較大，解體檢查發(fā)現(xiàn)部分插孔孔徑明顯偏大，插拔力減小。遂取消此接插件而直接改為焊接式連接，徹底消除了這一隱患。
案例5則是由于潮濕、腐蝕性氣體作用，結果在接插件表面生成了一層氧化薄膜，增加了接插件的接觸電阻，造成控制系統(tǒng)工作電源電壓降至額定允許工作電壓值以下，導致控制系統(tǒng)無法正常工作跳機。
2. 絕緣不良
絕緣體的作用是使接觸件保持正確的位置固定、排列，并使接觸件與接觸件之間、接觸件與殼體之間相互絕緣，故絕緣體須具備優(yōu)良的電器、機械和工藝成型性能。特別是隨著高密度、小型化接插件的廣泛采用，有些插針間距接近1mm甚至更小(達0.5mm)，這對絕緣體材料、注塑模具精確度和成型工藝等提出更高要求。如絕緣體表面或內部存在金屬多余物、表面塵埃、焊劑以及長霉、絕緣材料老化等缺陷，都會出現(xiàn)短路、漏電、擊穿、絕緣電阻降低等絕緣不良現(xiàn)象。如對表1中案例4進行現(xiàn)場測試，發(fā)現(xiàn)某點插針與外殼間有短路現(xiàn)象。解體觀察發(fā)現(xiàn)，插座外引出線的個別焊接線開始腐蝕，個別插針與屏蔽線間有多余金屬層剝落物，短路原因系剝落的金屬多余物粘連在一起而引起。
另外，2001年在某電廠鍋爐汽包水位保護系統(tǒng)調試過程中發(fā)現(xiàn)3取2保護邏輯失效。經反復檢查測試發(fā)現(xiàn)是因接插件異常引起，測試表明部分插針間的絕緣電阻只有幾十歐姆。遂對CT-24插頭進行解體檢查，結果發(fā)現(xiàn)，由于在焊接連接導線時因電烙鐵停留時間過長，使部分固定插針的塑料絕緣體熔化變形，使得原本插針間很小的間隙變得更小，有的幾乎處于短路狀態(tài)，出現(xiàn)了插針間絕緣電阻極小現(xiàn)象，后重新更換接插件并小心焊接后恢復正常。
3. 固定不良
殼體是接插件的外罩。插合的一對連接器殼體通常也為伸出的接觸件提供精確的對位、對中和保護，同時還具有安裝定位、鎖緊固定在設備上的功能。固定不良，輕者影響可靠接觸而造成瞬間斷開，重者會使連接器解體。解體是指接插件在插合狀態(tài)下，由于材料、設計、工藝等原因在振動、沖擊等環(huán)境條件下導致插頭與插座、絕緣體與殼體或插針與插孔之間的不正常分離，造成控制信號的抖動丟失或中斷。表1中案例3、6、7、8就是由于TSI(汽輪機監(jiān)測保護系統(tǒng))使用的小型圓形插頭在使用中因振動導致插頭和插座之間出現(xiàn)輕微分離，造成測量信號抖動丟失引起的。對于這類看起來微不足道的卡圈、彈簧及緊固件等也要定期進行檢查和維護，切不可因小失大。
上述3種類型的致命失效是控制系統(tǒng)接插件的隱性缺陷，必須采取有效措施加以預防。此外，殼體涂層起皮、碰傷，絕緣體毛刺，接觸件加工粗糙、變形、定位鎖緊配合不嚴、總分離力過大等現(xiàn)象，也是接插件的常見病、多發(fā)病，這種顯性缺陷只要在使用前進行仔細檢查，通常能及時發(fā)現(xiàn)并剔除。
三 防止接插件故障的對策
1. 開展“零缺陷”質量管理
質量管理的最高境界是“零缺陷”，開展“零缺陷”質量管理要求做到控制不漏項，并依據(jù)工作標準要求嚴格檢查、檢驗和把關。近年來西方一些知名企業(yè)開始實施“6s”質量管理策略。其含義是“對于缺陷(差錯)數(shù)，6s就是要求將缺陷(差錯)率控制在百萬分之3.4內”，即每操作1百萬次或抽查1百萬個產品，其差錯或不合格率只允許為3～4個，這是近乎完美的目標