探究飛機電纜短路故障分析及機理

摘要：在飛機上，電纜是連接各種用電設備，幫助飛機傳遞動力電源的重要裝置。飛機受自身結構以及負載的限制，對于電纜的規格具有十分嚴格的要求。如果電纜出現問題，就會導致飛機整體的系統出現短路、斷路等故障，影響到飛機上電氣設備的運行，更會威脅到飛機以及飛行員的安全。文章分析了飛機電纜短路故障及其機理，僅供參考。

關鍵詞：飛機電纜;短路故障;機理

前言：

電纜是飛機傳遞動力電源重要的裝置，覆蓋了飛機從駕駛艙到機尾的每一個角落，用于連接電源和電氣設備，其重量約占飛機上電子設備、電氣設備總重量的一半以上。隨著科學技術的發展，在當前的航天航空飛機上，電氣設備的數量越來越多，也越來越先進，對于飛機供電的質量以及配電的要求也更加嚴格。在這樣的背景下，飛機上的電纜路線越來越復雜，一旦出現短路等故障，就會影響到飛機的正常飛行，并威脅到飛機自身的安全以及機組人員的人身和財產安全。

一、飛機電纜分析

在飛機上，電纜一般可分為高溫電纜、常溫電纜以及低溫電纜三大類。但不論那一種電纜，大體上都是由芯線、絕緣層和防護套三層結構組成的（見圖1）。

一般來說，飛機中電纜的芯線材質通常都是銅或者鋁，但大都是以銅為主，因為銅質的芯線較鋁質的芯線電阻率更低，同時在延展性以及導電性方面更好，基本上能夠滿足飛機上各系統對于電纜導電性能的指標要求。而電纜的絕緣層是用來保護電纜芯線，保證彼此間的電氣隔離，避免電纜出現短路現象的重要設施。一般來說，飛機上電纜絕緣層的材質主要是聚氯乙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物等。防護套則是為了對電纜在飛機不同區域起到保護的作用，一般來說，其材質大都是防波套、塑料管、氟膠布以及膠管等。

二、飛機電纜短路故障機理分析

飛機電纜短路故障是飛機電纜故障中比較常見的一種硬性故障，會嚴重影響到飛機中各種電氣設備的工作性能，并危及飛機自身安全以及機組人員的人身安全。

一般來說，飛機電纜短路故障大都發生在負載端、接觸偶和導線，當負載端發生短路故障時，可以運用斷路器有效切除故障部分，避免危害進一步擴大。而當接觸偶和導線發生短路時，即電纜與電纜插頭座連接處以及電纜與電氣設備插頭座連接處發生短路故障時，因為這些部位沒有設置可以直接快速保護的措施，很容易導致飛機電氣設備出現火災等事故。飛機電纜短路故障的機理大致可分為如下幾種：

（一）絕緣層破損導致的短路現象

飛機在正常情況下，電纜連接方式是通過插針與插孔相連接，實現電源向負載供電或是系統間信息交換。但飛機在飛行過程中，會發生一定的震動，在經歷多次震動后，電纜絕緣層會出現一定的破損，絕緣性能下降，甚至形成短路，在短路電流的作用下導致電纜被燒毀。此外，隨著飛機運行年限的增加，電纜會因為工作年限的增長，在絕緣性和散熱性方面逐漸降低，承受的最大電流和最大溫度值也隨之下降，在長時間工作后，電纜發熱功率產生的熱累積值逐漸增大，并逐漸超過臨界值，導致電纜短路并被燒毀。

（二）接觸電阻增大產生短路現象

飛機在長時間飛行條件下，因為震動、溫度變化等因素，導致電纜的接頭逐漸松動，出現虛接的情況，導致接觸電阻增大，出現發熱的現象燒毀電纜絕緣層，產生短路現象。而且，連接點受電流熱效應的影響，會逐漸產生一定的金屬腐蝕現象，導致電纜插頭處連接點有效的導電面積逐漸變少，在電流流過導體時，電流線發生變形，造成電阻的增加，這部分電阻被稱為收縮電阻，收縮電阻取決于觸點材料性質與接觸點附近的電流線分布情況，又與接觸點數目、形狀、相互間隔、實際接觸面積等一系列因素有關。當接觸電阻增大到一定程度，會產生相應的熱量，影響產品性能，嚴重時產生短路燒毀保險，導致供電中斷故障。

（三）過載或負載短路

飛機的電纜在運行中，不僅要通過連續額定的載流量，還需要承擔短時過載電流。對于三相供電電纜來說，一旦負載端單向出現開路故障，就會導致其他兩相供電電纜在短時間內承受較大的電流，燒毀保險，導致系統供電中斷或發生火災。

三、飛機電纜短路故障的預防措施分析

在飛機整個生命周期中，電纜短路故障時有發生，為了更有效地預防并改善飛機電纜短路故障，應從如下幾個方面加以預防：

首先，飛機的電纜長時間接觸潤滑油、液壓油以及防冰劑等，會導致接觸污染。因此，必須增加絕緣層抗氧化能力及抗腐蝕能力;其次，飛機在飛行過程中會因為震動對電纜產生一定程度的物理傷害，因此，在敷設電纜時，必須對其進行合理優化，盡量減少因飛機震動產生的損害。同時，還可以通過提高電纜絕緣層與防護罩的抗震動性能，減少或避免電纜因為振動產生的磨損、斷裂、接觸件松動的概率;最后，定期對飛機電纜的物理性能及化學性能進行檢測，特別是一些關鍵的電纜。通過定期檢查，對于存在故障的電纜及時修理或更換，這樣也能減少電纜短路故障的發生，從而保證飛機的安全運行。

結語：

綜上所述，電纜是飛機中重要的設備，是飛機傳遞動力電源重要的裝置，數量較多，且分布比較復雜。一旦電纜發生短路故障，就會危及到飛機的正常飛行，同時也會對機組人員帶來生命和財產的威脅。文章簡單分析了飛機上電纜的結構特征，然后針對性闡述了飛機電纜短路故障的機理，最后對飛機電纜短路故障的預防措施進行了探討。這僅是筆者的一點個人淺見，希望能對相關人士的研究工作提供參考。

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王芳：1978.女，大連長豐實業總公司，吉林市，工程師，研究方向飛機電纜修理技術研究