電纜屏蔽材料的種類及應用

章春姣

摘 要：飛機承載了人們的生命安全，而飛機電纜作為其重要的線路部件之一，選取合理的電纜屏蔽材料對于飛機的穩定運行至關重要。本文首先對飛機電纜的內容進行了介紹，然后對飛機電纜采用的主要屏蔽材料進行了闡述，最后對飛機電纜的屏蔽方式進行了分析，旨在為飛機電纜屏蔽材料的研究提供有利的參考方向。關鍵詞：飛機；電纜；屏蔽材料DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.1801 飛機電纜概述

為了保證飛機的運行安全，飛機電纜的抗電磁干擾能力較高，因此，飛機電纜與其他電纜在材料方面存在較大差異，同時，飛機電纜不但具有較為特殊的絕緣層設計，而且其外部保護層的抗干擾和防腐蝕能力極強。

一般來說，飛機電纜主要包括絕緣芯線、多絞線、屏蔽電纜和同軸電纜四種，這四種電纜所采用的材料不同且具有不同的抗電磁干擾的方式。多絞線是飛機電纜中最常用的一種，其結構較為簡單但具有均勻抵消電磁干擾的能力，通常來說，它的絞線的絞合程度越高，所達到的屏蔽效果更好；屏蔽電纜的內部材料具有導電或導磁的功能，從而構建屏蔽網并實現最佳的抗磁干擾效果；同軸電纜中存在金屬屏蔽網，這主要是由于其具有材料填充的內部形式，不但有利于信號的傳輸，而且大大提升了屏蔽效果。2 飛機電纜屏蔽材料的種類2.1 半導電高分子材料

我們通常將電阻率在一定范圍內具有一定等級的屏蔽性能的材料叫做半導電高分子材料，其分類的標準是內在材料的導電原理，材料本身具有導電性能的被稱之為結構型，而通過填料的方式來實現屏蔽干擾的被稱之為復合型。無論是結構型還是復合型半導電高分子材料均是飛機電纜主要采用的屏蔽材料之一，這是因為半導電高分子材料不但可以屏蔽電磁干擾，而且對于其他自然損壞的抵抗能力也是極強的，尤其是抗雷擊的能力使其在飛機電纜中得到了較為廣泛的應用。如上文所述，半導電高分子材料在飛機電纜中的應用具有較大的優勢，但是其制作工藝較為復雜且所需費用較大，因此，半導電高分子材料具有需要較高成本但屏蔽效果更好的特點。2.2 金屬絲編織防波套

金屬絲編織防波套主要是指應用金屬絲作為主要材料形成屏蔽網來實現抗磁干擾的電纜屏蔽材料。在飛機電纜中，編織防波套的屏蔽材料所用的金屬絲多為銅包鋁絲，這一材料選擇方式主要是為了提升電纜的屏蔽性能，同時，不同用途的飛機電纜所采用的金屬絲編織防波套的內部結構也不同。一般來說，多層編織的效果要優于單層編織，而覆蓋面積和編織角度成反比關系，也就是說要提高屏蔽性能就要縮小編織角度并加大覆蓋面積。總之，金屬絲防波套在飛機電纜中的有效應用可以起到良好的屏蔽電磁干擾的效果。2.3 導電涂料

導電涂料的用途主要是通過形成涂層的方式來實現電纜保護，其中最為常用的填料包括碳粉和金屬粉兩種，而金屬粉的穩定性不佳，碳粉的分散性較強，所以，單一的導電填料無法實現理想的屏蔽涂層，一般采用多種導電涂料綜合使用的方式來形成涂層。通常來說，建立導電涂層時會以成本較低的填料涂層為基礎，再依照導電性能的次序逐層添加抗干擾能力較強的材料，從而形成穩定性高且屏蔽性能好的導電涂層。由此可見，導電涂層具有操作簡單和節省成本的發展優勢，但是其穩定性和抗干擾能力有待提升。3 飛機電纜的屏蔽方式3.1 低頻電纜屏蔽層的接地

低頻電纜在飛機電纜中的占比最高，不同頻率的電纜如果遇到多個接地點，則會產生較多的噪聲電流，不利于整個屏蔽層實現良好的抗干擾效果。如果要采用單點接地的屏蔽方式，就一定要保證電流可以在屏蔽層內自行抵消，這樣才能保證干擾電流留在屏蔽層內，從而有效避免電磁干擾。

由于受到飛機組件的外部接地方式的影響，飛機電纜內部的屏蔽方式往往會采用兩點接地的方式，這主要是因為兩點接地的屏蔽方式可以將電纜內部磁場返回的電流導出，從而降低電流干擾的強度。由此可見，飛機內低頻電纜的屏蔽方式主要為單點接地和兩點接地。3.2 高頻電纜屏蔽層的接地

高頻電纜中容易出現雜散電容的問題，嚴重影響到高頻電纜中正常的電流傳輸，而單點接地和兩點接地的方式無法有效解決這一問題，因此，在飛機的高頻電纜中應該采用多點接地的屏蔽方式。在高頻電纜中線路內部的干擾電流存在多種頻率且存在表面集中的特點，直接導致其干擾效果加倍，不利于整個線路的正常運行，而多點接地的方式可以將屏蔽層內的阻抗降低，減少噪聲電流的干擾，從而提升整體的屏蔽效果。3.3 雙層屏蔽的接地

除了高頻和低頻電纜的屏蔽層之外，飛機電纜中還存在雙層屏蔽的情況。一般情況下，雙層屏蔽是在內層采用單點接地的方式，在外層采用多點接地的方式。由此可以看出，雙層屏蔽的關鍵是在屏蔽層內外構成不同的電位值，這主要是因為電位差的存在可以降低屏蔽層內的阻抗，使屏蔽性能得到提升。與單層屏蔽不同的是，雙層屏蔽的內層不存在噪聲電流，其抗干擾性能主要由屏蔽外層來實現。4 結語

飛機電纜的屏蔽材料最重要的作用之一是將電磁干擾的程度降到最低。本文主要通過對飛機電纜的屏蔽材料和屏蔽方式的研究得出相應結論。筆者認為，半導電高分子材料和導電涂層這兩種屏蔽材料在飛機電纜中的應用可以有效降低電磁干擾，而飛機電纜的單層屏蔽和多層屏蔽的接地方式均可達到在屏蔽層內部將干擾電流進行抵消的目的，從而有效屏蔽電磁干擾。參考文獻：[1]王超.飛機電纜對電磁干擾的抑制分析[J].科技風，2018（17）：188.[2]牟春宇.飛機電纜屏蔽層接地可靠性測試方法研究[D].中國民航大學，2015.[3]王曉東，宣天鵬.電纜屏蔽材料的種類及應用[J].安全與電磁兼容，2015（01）：76-79.[4]王天順，劉叔倫.飛機電纜敷設[J].飛機設計，2003（02）：36-40+54.