民用飛機(jī)配電與電路保護(hù)適航條款的研究

馬光輝

摘要：本文介紹了民用飛機(jī)配電與電路保護(hù)適航條款的分析與研究，為民用飛機(jī)完成配電與電路保護(hù)部分適航條款的驗(yàn)證與關(guān)閉提供支持。

關(guān)鍵詞：配電；電路保護(hù)；適航

引言

民用飛機(jī)根據(jù)其用途在設(shè)計(jì)和制造上需要滿足中國(guó)民用航空規(guī)章運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)（CCAR-25部）才可以獲得適航證投放市場(chǎng)，因此對(duì)適航條款的解讀尤為重要。本文將按照適航審定的思路，從必要解釋的適航條款的技術(shù)含義、符合性驗(yàn)證方法兩方面對(duì)配電、電路保護(hù)部分相關(guān)條款進(jìn)行解讀。

1、條款25.1355

1.1條款25.1355的技術(shù)含義

（a）款中的配電系統(tǒng)應(yīng)包括自主發(fā)電機(jī)接觸器（或主發(fā)電機(jī)主電路斷路器）之后到用電設(shè)備電路保護(hù)裝置（包括斷路器、熔斷器等）之前的部分，它的主要功能是將發(fā)電機(jī)或其他電源的功率分配到各用電設(shè)備。

（b）備用

（c）款中的中國(guó)民用航空規(guī)章是指運(yùn)輸類飛機(jī)相關(guān)的審定規(guī)章和運(yùn)行規(guī)則，包括CCAR25 部、91 部、121 部。根據(jù)AMC 25.1355（c），對(duì)（c）款的進(jìn)一步解讀為：從匯流條到各配電點(diǎn)的饋線的布置、保護(hù)和控制，以及各饋線上負(fù)載的分配，應(yīng)使得在任何饋線或相關(guān)的控制電路上發(fā)生的單個(gè)故障都不會(huì)危及飛機(jī)。

1.2 條款25.1355 配電系統(tǒng)符合性驗(yàn)證方法

滿足該條款一般可綜合采用設(shè)計(jì)符合性說明、分析計(jì)算、試驗(yàn)室試驗(yàn)、機(jī)上地面試驗(yàn)、飛行試驗(yàn)等驗(yàn)證方法來表明符合性。概述如下：設(shè)計(jì)符合性說明：提供配電系統(tǒng)原理圖和供電系統(tǒng)原理說明書，以表明配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合本條款要求。分析計(jì)算：主要進(jìn)行電氣負(fù)載分析。試驗(yàn)室試驗(yàn)：在根據(jù)25.1363 電氣系統(tǒng)試驗(yàn)中，驗(yàn)證匯流條轉(zhuǎn)換功能。機(jī)上地面試驗(yàn)：主要進(jìn)行蓄電池的功能試驗(yàn)。飛行試驗(yàn)：主要進(jìn)行電氣系統(tǒng)的功能驗(yàn)證飛行試驗(yàn)。

2. 條款25.1357 電路保護(hù)裝置

2.1 條款25.1357 電路保護(hù)裝置的技術(shù)含義

（a）電路保護(hù)裝置是用于發(fā)電系統(tǒng)的電路保護(hù)，即控制主電源接觸器（或主電路斷路器）通斷的設(shè)備，通常稱為發(fā)電機(jī)控制保護(hù)器；或用于對(duì)設(shè)備或系統(tǒng)輸電線路的保護(hù)，通常用熔斷器、斷路器等。每個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的輸電線路都應(yīng)采用電路保護(hù)裝置。電路保護(hù)裝置的參數(shù)選擇應(yīng)能達(dá)到這樣的目的：即線路或用電的設(shè)備（或系統(tǒng)）發(fā)生故障時(shí)，該電路保護(hù)裝置應(yīng)引起保護(hù)，把故障源與電氣系統(tǒng)隔離，使故障的危害限制在最小限度，不影響其它電氣系統(tǒng)或其它設(shè)備的正常工作。為此，在選擇配電系統(tǒng)中的電路保護(hù)裝置時(shí)，應(yīng)按分級(jí)選擇的原則。在電路保護(hù)裝置參數(shù)選擇時(shí)，應(yīng)使前級(jí)電路保護(hù)裝置的安秒特性高于后級(jí)的安秒特性。

根據(jù)AC 25.1357-1A，當(dāng)選擇和設(shè)計(jì)（a）款要求的自動(dòng)保護(hù)裝置的安裝時(shí)，應(yīng)該表明，在電路保護(hù)裝置或其保護(hù)的設(shè)備上周圍環(huán)境溫度變化的影響不會(huì)造成危害。

（b）發(fā)電系統(tǒng)的電路保護(hù)裝置（發(fā)電機(jī)控制保護(hù)器）應(yīng)對(duì)發(fā)電系統(tǒng)的基本故障進(jìn)行保護(hù)。基本故障對(duì)交流主電源系統(tǒng)是指過電壓、低電壓、過頻、低頻、短路故障。對(duì)這些不同的故障，發(fā)電機(jī)控制保護(hù)器應(yīng)具有不同的延時(shí)斷電功能，其最終目的應(yīng)達(dá)到切斷主接觸器（或主電路斷路器），將故障電源與用電設(shè)備及相關(guān)聯(lián)的匯流條斷開，防止過壓、過頻或其它故障危害設(shè)備或系統(tǒng)，并將故障隔離。此外，發(fā)電機(jī)饋電線短路時(shí)，差動(dòng)保護(hù)功能應(yīng)切斷發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁。發(fā)電系統(tǒng)電路保護(hù)裝置的保護(hù)性能應(yīng)在發(fā)電系統(tǒng)采購(gòu)規(guī)范或技術(shù)條件中規(guī)定。

（c）飛機(jī)上常用的可復(fù)位型的電路保護(hù)裝置為斷路器，在選擇使用斷路器時(shí)，必須注意其保護(hù)特性（即安秒特性）和分?jǐn)嗄芰Γ串?dāng)被保護(hù)的設(shè)備或線路發(fā)生故障時(shí)，其故障電流應(yīng)大于斷路器的動(dòng)作（斷開）電流。另外，該斷路器能夠分?jǐn)嗫赡墚a(chǎn)生的最大故障電流。這樣，可復(fù)位型的電路保護(hù)裝置才能可靠地對(duì)故障的設(shè)備或電路起保護(hù)作用。

（d）為飛行安全而需復(fù)位的斷路器或可更換的熔斷器，應(yīng)當(dāng)有明顯的位置標(biāo)志或指示，即這類斷路器應(yīng)能立即識(shí)別是處于斷開位置還是接通位置，而熔斷器應(yīng)采用帶有斷開指示燈或其它易于識(shí)別其通、斷狀態(tài)的熔斷器，使其在飛行中能易于復(fù)位或更換。

如采用熔斷器，則必須有備用熔斷器供飛行中使用，其每種規(guī)格備用數(shù)量至少為所需量的50%。在飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到備用熔斷器安放的位置，各規(guī)格備用熔斷器取用方便，便于飛行時(shí)更換斷開的熔斷器。

（e）每一個(gè)重要用電設(shè)備電路必須具有單獨(dú)的電路保護(hù)（熔斷器或斷路器）。一個(gè)電路保護(hù)裝置只能接一個(gè)重要用電設(shè)備，但不要求重要負(fù)載系統(tǒng)中的每一個(gè)電路都有一個(gè)電路保護(hù)裝置。當(dāng)某一電路發(fā)生故障時(shí)，該電路保護(hù)裝置起作用，而不會(huì)影響其它設(shè)備或線路的正常工作。

（f）要求對(duì)于那些有必要在正常操作期間具備斷電或復(fù)位電源能力的飛機(jī)系統(tǒng)，斷路器不被用作斷電或復(fù)位系統(tǒng)電源的主要方式飛機(jī)上的每個(gè)電動(dòng)系統(tǒng)都有一種采用非斷路器的方式斷電，這并不是該要求的目的。術(shù)語“正常地需要斷電”是用于區(qū)分在正常運(yùn)行期間正常地開啟和關(guān)閉的飛機(jī)系統(tǒng)，和那些一直都保持正常地供電的飛機(jī)系統(tǒng)，諸如駕駛艙多功能顯示器或飛行管理計(jì)算機(jī)。但是如果，比如說，飛行管理計(jì)算機(jī)確實(shí)需要定期功率循環(huán)，不管是什么原因，這個(gè)系統(tǒng)都將需要有一種非采用斷路器的方法來處理此種情形。

在正常運(yùn)行期間需要斷電的系統(tǒng)應(yīng)該被設(shè)計(jì)成當(dāng)電源從系統(tǒng)中斷開時(shí)應(yīng)盡可能從接近實(shí)際可行的電源源頭處斷開，而不是簡(jiǎn)單地停用供電系統(tǒng)的輸出。

一個(gè)單獨(dú)的或集成的電源開關(guān)可用來表明符合（f）款。如果應(yīng)用了一個(gè)集成的開關(guān)（即一個(gè)控制功率流向多個(gè)飛機(jī)系統(tǒng)的開關(guān)），那么它必須被表明對(duì)那些多個(gè)系統(tǒng)執(zhí)行斷電或電源復(fù)位操作時(shí)將不會(huì)對(duì)安全飛行產(chǎn)生有害影響；

如果一個(gè)開關(guān)額定斷路器能夠被證明在系統(tǒng)或其服役壽命期內(nèi)符合所需操作的開關(guān)次數(shù)，則可以被選擇作為一個(gè)開關(guān)額定斷路器使用。

（g）自動(dòng)復(fù)位斷路器作為設(shè)備自身的保護(hù)裝置時(shí)，一般設(shè)置在設(shè)備內(nèi)部，作為設(shè)備的一部分，不能替代電路保護(hù)。為此，在設(shè)備自身帶有自動(dòng)復(fù)位斷路器時(shí)，設(shè)備電路還需設(shè)有電路保護(hù)裝置，即斷路器或熔斷器。

2.2條款25.1357 電路保護(hù)裝置的符合性驗(yàn)證方法

滿足該條款一般可綜合采用設(shè)計(jì)符合性說明、分析計(jì)算、安全性分析、試驗(yàn)室試驗(yàn)、飛行試驗(yàn)、機(jī)上檢查和合格證明文件等驗(yàn)證方法來表明符合性。以符合性說明方法為例闡述該條款的符合性驗(yàn)證的方法。

設(shè)計(jì)符合性說明：通過配電系統(tǒng)原理圖、接線圖及熔斷器、斷路器目表查證，每個(gè)設(shè)備或系統(tǒng)的輸電線路采用了熔斷器或斷路器等電路保護(hù)裝置，以驗(yàn)證對(duì)a 款的符合性。所選擇的可復(fù)位型電路保護(hù)裝置（如斷路器）的性能應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件要求，以驗(yàn)證對(duì)c 款的符合性。對(duì)d 款的驗(yàn)證要確定飛行安全需要復(fù)位的斷路器和熔斷器，查證斷路器板和熔斷器板安裝圖，驗(yàn)證這些電路保護(hù)裝置是否安裝在空勤人員易于觀察和易于復(fù)位更換的位置。此外，需證實(shí)這些電路保護(hù)裝置在接通和斷開位置時(shí)，具有明顯不同的標(biāo)志。對(duì)e 款的驗(yàn)證要查證重要設(shè)備或系統(tǒng)的接線圖，及斷路器和熔斷器明細(xì)表，所有設(shè)備或系統(tǒng)都應(yīng)有單獨(dú)的斷路器或熔斷器作為電路保護(hù)裝置。對(duì)f 款的驗(yàn)證要根據(jù)熔斷器明細(xì)表和備用熔斷器明細(xì)表，查證備用熔斷器數(shù)量符合本條款要求。對(duì)g 款的驗(yàn)證要查證用電設(shè)備接線圖，對(duì)可以安裝電路保護(hù)裝置的設(shè)備或系統(tǒng)均設(shè)置有電路保護(hù)裝置。

參考文獻(xiàn)：

[1] CCAR-25-R4《運(yùn)輸類飛機(jī)適航標(biāo)準(zhǔn)》第25.1355條、第25.1357條