飛機(jī)電氣線路中屏蔽端接設(shè)計(jì)探討

佟森峰

【摘 要】飛機(jī)電氣線路中屏蔽端接處理方式對(duì)飛機(jī)電磁兼容性具有非常大的影響，為減小電磁干擾對(duì)飛機(jī)持續(xù)安全飛行的影響應(yīng)合理選擇屏蔽端接處理方式，使得電纜的屏蔽層可靠、有效的接地。本文從屏蔽端接的設(shè)計(jì)原則出發(fā)，重點(diǎn)對(duì)電纜屏蔽層常用的屏蔽端接處理方式以及選用流程進(jìn)行介紹和探討。

【關(guān)鍵字】EWIS；電纜屏蔽層；屏蔽端接

中圖分類號(hào)： V242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）12-0001-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.001

Analysis for aircraft electrical wiring shield termination design

TONG Sen-feng

（China International Intellectech （Shanghai） Corporation，Shanghai，200030，China）

【Abstract】The shield termination method of aircraft electrical wiring has great effect on the electromagnetic compatibility（EMC）. In order to reduce the electromagnetic interference effect to the aircraft safety flight， ensure the cable shield layers are reliable and effective grounded， the shield termination method should be chosen reasonably. This paper starts with the design principle of shield termination， mainly introduce and analyze the regular shield termination methods of the cable shield layer， and the selection process of the shield termination methods.

【Key words】EWIS； Cable Shield Layer； Shield Termination

0 引言

隨著飛機(jī)對(duì)安全與性能要求的不斷提高，飛機(jī)EWIS（電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)：Electrical Wiring Interconnection Systems）[1]的電磁屏蔽要求也在不斷提升。電磁干擾對(duì)飛機(jī)的安全飛行、起飛和著陸所必需的系統(tǒng)存在著嚴(yán)重的不利影響。因此，EWIS的設(shè)計(jì)和安裝應(yīng)避免敏感線路（例如低電平模擬信號(hào)、重要的時(shí)鐘信號(hào)、視頻信號(hào)、模擬音頻線等）和關(guān)鍵系統(tǒng)（例如飛控系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、航電系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)等）受到電磁干擾的影響。

在EWIS設(shè)計(jì)時(shí)特殊區(qū)域（例如電磁暴露區(qū)、高電磁干擾區(qū)、高強(qiáng)度輻射等區(qū)域）應(yīng)優(yōu)先選用帶屏蔽保護(hù)的電纜，并將電纜的屏蔽層與飛機(jī)結(jié)構(gòu)相連即屏蔽接地。SAE AS50881[2]中規(guī)定：電纜或線束的外屏蔽層應(yīng)端接至電磁保護(hù)區(qū)域的終端設(shè)備，在電磁暴露區(qū)使用引線的端接方式時(shí)，需要額外的措施來(lái)保證電氣線路的電磁兼容性符合MIL-STD-464標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)系統(tǒng)的功能要求和線路的電磁兼容性要求，電纜屏蔽層的端接方式的也會(huì)大大影響電磁保護(hù)的效果。

1 電纜屏蔽層

電纜的屏蔽層是在普通非屏蔽電線的外層加上金屬屏蔽層，利用金屬屏蔽層的反射、吸收及趨附的能力達(dá)到降低電磁干擾的目的。電纜的屏蔽層作為一種電磁能量截獲器，能有效防止電氣干擾信號(hào)傳播到電纜中的導(dǎo)線中而破壞正常的數(shù)據(jù)信號(hào)[3]。屏蔽層為了能有效地履行其職責(zé)，它的構(gòu)成材料需要高導(dǎo)電性，通常由金屬編織物和箔構(gòu)成，電纜的構(gòu)成如圖 1所示。

一根線束可以集成一根或多根屏蔽電纜，如果線束集成多根屏蔽電纜時(shí)，電纜的屏蔽層可以通過(guò)不同的方式進(jìn)行端接處理。屏蔽端接方式主要分為：360°屏蔽端接和非360°屏蔽端接兩種[3]。在實(shí)際的設(shè)計(jì)工作中，具體端接方式需根據(jù)系統(tǒng)的功能要求和線路的電磁兼容性要求進(jìn)行合理權(quán)衡與選擇。

2 屏蔽端接設(shè)計(jì)原則

飛機(jī)電纜屏蔽層端接處理之后的接地方式包括：連接器尾附件接地；連接器或設(shè)備集中的地方可以用接地模塊接地；增壓區(qū)與非增壓區(qū)隔框上用金屬穿墻密封件接地；其余的可以采用接地樁接地。

屏蔽端接的設(shè)計(jì)原則如下：

優(yōu)先選用通過(guò)連接器尾附件的接地方式。連接器的尾附件除了屏蔽接地作用外，還能起到應(yīng)力釋放、固定走向等作用；

如果采用引線的屏蔽端接方式，屏蔽引線的長(zhǎng)度通常應(yīng)小于75mm；

如果電纜屏蔽雙端接地，在電纜經(jīng)過(guò)的所有分離面處，電纜屏蔽都應(yīng)端接接地；

若電纜屏蔽單端接地，電纜的屏蔽應(yīng)通過(guò)連接器插針進(jìn)行屏蔽連續(xù)處理；

同軸電纜的屏蔽應(yīng)通過(guò)同軸電纜的連接器或同軸電纜連接器中的插針端接；

屏蔽端接的接觸面的阻抗不應(yīng)大于2.5毫歐；

屏蔽端接零部件之間的鍍層材料應(yīng)相互兼容，優(yōu)先選用材料一致的零部件。在高溫高濕區(qū)，材料之間的電勢(shì)差不應(yīng)大于150mv，其它區(qū)域材料之間的電勢(shì)差不應(yīng)大于300mv；

若分離面的一端或兩端設(shè)備處的屏蔽端接方式為360°屏蔽端接，則分離面處的屏蔽端接方式應(yīng)使用360°屏蔽端接；若不是，則分離面在電磁暴露區(qū)的屏蔽端接方式應(yīng)采用 360 度屏蔽端接，分離面在保護(hù)區(qū)的屏蔽端接方式采用非 360 度屏蔽端接；

電纜屏蔽層引出線不允許使用“手拉手”相互連接的方式。

3 屏蔽端接處理方式

3.1 360°屏蔽端接

3.1.1 端接方式（1）

采用帶引線的屏蔽焊接套管將電纜的屏蔽層引出，開口支撐環(huán)用于屏蔽端接的平臺(tái)。首先將屏蔽引線均勻的搭接到開口支撐環(huán)上兩端并用綁扎帶扎緊，然后將連接器尾附件自帶的金屬編織套完全覆蓋引出的屏蔽引線，并使用不銹鋼卡帶在開口支撐環(huán)處綁扎如圖 2所示。

若使用線束外的金屬編織套，將線束外金屬編織層的前端套在開口支撐環(huán)上并超出開口支撐環(huán)前端，將焊接套管的屏蔽引線拉直并均勻搭接在套管的外側(cè)并用綁扎帶固定，然后將連接器自帶的金屬編織套覆蓋在線束外的金屬編織套，并使用不銹鋼卡帶綁扎如圖圖 3所示。

3.1.2 端接方式（2）

電纜的屏蔽層作為屏蔽接地引線分離出來(lái)，將連接器尾附件自帶的金屬編織套完全覆蓋電纜屏蔽引線，采用端接方式（1）的處理方式將連接尾附件自帶的金屬編織套和屏蔽引線搭接。

若使用線束外的金屬編織套，將線束外金屬編織層采用端接方式（1）中的線束處理方式將連接器尾附件自帶的金屬編織套進(jìn)行搭接處理。

3.1.3 端接方式（3）

把電纜端頭的屏蔽層采用帶引線的屏蔽焊接套管處理，將屏蔽引線均勻的搭接到到360°屏蔽尾附件上并使用不銹鋼卡帶綁扎。在此基礎(chǔ)上，外加屏蔽套管可實(shí)現(xiàn)360°屏蔽。

3.1.4 端接方式（4）

直接采用電纜的屏蔽層作為屏蔽引線，使用不銹鋼卡帶將屏蔽引線綁扎到360°屏蔽尾附件上。在此基礎(chǔ)上，外加屏蔽套管可實(shí)現(xiàn)360°屏蔽。

3.2 非360°屏蔽端接

3.2.1 端接方式（1）

屏蔽引線通過(guò)連接器的針孔實(shí)現(xiàn)接地如圖 4所示，電纜的屏蔽層采用帶引線的屏蔽焊接套管引出，將處理后的屏蔽引線通過(guò)接觸件與連接器的針孔相連，以達(dá)到屏蔽接地的目的。

3.2.2 端接方式（2）

當(dāng)線束端連接器安裝有接地模塊時(shí)，電纜的屏蔽層采用端接方式（1）的處理方式將屏蔽層引出，屏蔽引線通過(guò)接觸件與連接器安裝的接地模塊相連，以達(dá)到屏蔽接地的目的。

3.2.3 端接方式（3）

當(dāng)電纜處于高溫區(qū)時(shí)，導(dǎo)線的屏蔽層采用引線的方式引出，并將屏蔽引線外加熱縮套管之后回折，然后在回折區(qū)域加另外一個(gè)熱縮套管將電纜和屏蔽引線固定如圖 5所示。此種方式引出的屏蔽引線可端接到接地模塊，接地樁，連接器針孔或連接器尾附件。

3.2.4 端接方式（4）

當(dāng)線束端連接器殼體或適配尾附件是導(dǎo)電材質(zhì)，電纜的屏蔽層可采用端接方式（1）的處理方式將屏蔽層引出或者直接將電纜的屏蔽層作為屏蔽引線分離出來(lái)。當(dāng)屏蔽引線的數(shù)量大于6根時(shí)，將屏蔽引出線均勻的搭接在360°屏蔽尾附件上，用不銹鋼卡帶綁住引出線。

3.2.5 端接方式（5）

參照端接方式（4）處理電纜的屏蔽層，如果屏蔽引線的數(shù)量小于等于6根時(shí)，可將焊接套管的屏蔽引線通過(guò)接線端子與連接器尾附件相連如圖 6所示。連接器的尾附件必須為導(dǎo)電的材質(zhì)且不能為360°屏蔽類型。

3.2.6 端接方式（6）

當(dāng)屏蔽引線的數(shù)量多于4根時(shí)，建議增加接地模塊并將導(dǎo)線的屏蔽引線通過(guò)接觸件與接地模塊相連。此接地模塊與飛機(jī)的結(jié)構(gòu)相連并采取有效的接地措施如圖 7所示。

3.2.7 端接方式（7）

當(dāng)線規(guī)不大于10且屏蔽引線的數(shù)量少于4根時(shí)，建議將電纜的屏蔽層通過(guò)帶引線的屏蔽焊接套管的方式引出，并將屏蔽引線通過(guò)接線端子與接地樁相連。

4 屏蔽端接處理方式選用流程

360°屏蔽端接的端接處理方式選用流程如圖 8所示，非360°屏蔽端接的端接處理方式選用流程如圖 9所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)系統(tǒng)和電氣線路間的電磁兼容性要求，合理選擇電纜屏蔽層的端接處理方式，將會(huì)增加抗電磁干擾的效果、大大降低電磁干擾對(duì)飛機(jī)的持續(xù)安全飛行、起飛、著陸等所必需系統(tǒng)的影響。本文從屏蔽端接的設(shè)計(jì)原則出發(fā)，重點(diǎn)對(duì)電纜屏蔽層常用的屏蔽端接處理方式以及選用流程進(jìn)行介紹和探討，希望對(duì)EWIS設(shè)計(jì)人員有一定的幫助和指導(dǎo)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]中國(guó)民用航空規(guī)章第25部-運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)[CCAR-25-R4][S].北京：中國(guó)民航總局，2011.

[2]SAE AS50881.Wiring Aerospace Vehicle[S].US：Society of Automatic Engineers，2013，12.

[3]HB6524-91飛機(jī)電線、電纜電磁兼容性分類及布線要求.

[4]SAE ARP4404.Aircraft Electrical Installation[S].US：Society of Automatic Engineers， 2013.