白欣鵬　張琦　薛斌

摘 ?要：試驗(yàn)機(jī)電氣改裝中，加裝的電纜出現(xiàn)質(zhì)量問題，會(huì)引起電纜線路出現(xiàn)故障，從而影響整個(gè)電氣改裝系統(tǒng)的安全運(yùn)行，甚至有可能威脅原機(jī)電路系統(tǒng)，而且故障的測(cè)量、查找、排除、解決等都需要耗費(fèi)大量的時(shí)間和精力，盡可能地減少和杜絕電纜質(zhì)量問題是電氣改裝施工和系統(tǒng)運(yùn)行的最終目標(biāo)。該文從實(shí)際工作出發(fā)，簡(jiǎn)單地論述了試驗(yàn)機(jī)電氣改裝中電纜出現(xiàn)質(zhì)量問題的原因，并進(jìn)行分析，且在此基礎(chǔ)上提出電纜線路故障的防范措施。

關(guān)鍵詞：電氣改裝 ?電纜質(zhì)量問題 ? 原因分析 ?防范措施

中圖分類號(hào)：TD611 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1672-3791（2021）02（a）-0029-03

Analysis and Preventive Measures of Cable Quality Problems in Electrical Modification of Testing Machine

BAI Xinpeng ?Zhang Qi ?Xue Bin

（Chinese Flight Test Establishment，Modification Department，Xi 'an， Shaanxi Province，710089 China）

Abstract：Electrical machine modification， equipped with cable appear quality problem， will cause cable line failure， which affects the safety of the electric modification system running， may even threaten the original mechanical and electrical system， and the fault measurement， search， exclusion， solution requires a lot of time and effort， as far as possible to reduce and eliminate the cable quality problem is the ultimate goal of modified electrical construction and system running. Based on the actual work， this paper simply discusses the reason of cable quality problem in electrical modification of testing machine， analyzes it， and puts forward the preventive measures of cable line fault on this basis.

Key Words：Electric modification; Cable quality problem; Cause analysis; Measures to prevent

在試驗(yàn)機(jī)電氣改裝工作中，經(jīng)常會(huì)由于電纜的自身重量、連接方式、敷設(shè)路徑和位置、施工條件以及飛機(jī)振動(dòng)、飛行時(shí)間和外界環(huán)境等諸多因素，不同程度地影響到改裝電纜的質(zhì)量，從而影響到電氣系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，針對(duì)試驗(yàn)機(jī)電氣改裝電纜發(fā)生的質(zhì)量問題，并對(duì)其引起的故障診斷方式進(jìn)行分析，得出相應(yīng)的研究結(jié)論和防范措施刻不容緩。

1 ?試驗(yàn)機(jī)電氣改裝中常見的電纜線路故障種類和原因分析

1.1 試驗(yàn)機(jī)電氣改裝中常見的電纜線路故障種類

在試驗(yàn)機(jī)試飛的過程中，整個(gè)電氣改裝系統(tǒng)的電纜線路在運(yùn)行時(shí)，由于過載或受外力的破壞，會(huì)使電纜的絕緣層、屏蔽層，甚至線芯遭到不同程度的損傷，從而引起電纜線路故障，嚴(yán)重的會(huì)造成飛行安全事故。比較常見的電纜線路故障有以下幾種。

1.1.1 斷開故障

試驗(yàn)機(jī)電氣改裝電纜的某一線芯或多個(gè)線芯完全斷開或不完全斷開。電纜在試驗(yàn)機(jī)上受到機(jī)械結(jié)構(gòu)的損傷、外作用力的影響等發(fā)生過短路，都有可能造成線芯斷開的情況。

1.1.2 接地短路故障

試驗(yàn)機(jī)電氣改裝電纜的某一線芯或多個(gè)線芯對(duì)地?fù)舸r(shí)，會(huì)產(chǎn)生低阻接地和高阻接地的現(xiàn)象。主要是由于電纜的腐蝕、鉛皮的裂紋、絕緣干枯、接頭工藝和材料等原因引起的[1]。

1.1.3 絕緣層故障

試驗(yàn)機(jī)電氣改裝電纜的絕緣層故障指的是電纜在長(zhǎng)期電、熱的作用下，自身的物理特性也會(huì)發(fā)生一些改變，從而會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)損耗的增大、絕緣強(qiáng)度的增大而引起的絕緣層老化問題。

1.1.4 復(fù)合故障

同時(shí)具有上述斷開、接地短路、絕緣層故障中的兩種以上性質(zhì)的故障稱為混合性故障。

1.2 試驗(yàn)機(jī)電氣改裝中電纜線路故障的原因分析

1.2.1 機(jī)械損傷引起的振動(dòng)造成電纜絕緣層的損壞

如果在發(fā)動(dòng)機(jī)、燃油泵、襟翼驅(qū)動(dòng)馬達(dá)、起落架機(jī)械結(jié)構(gòu)、有強(qiáng)氣流區(qū)域的設(shè)備和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)出現(xiàn)機(jī)械損傷，就會(huì)在這些區(qū)域造成不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，這些振動(dòng)會(huì)造成電纜絕緣層的損傷[2]。

1.2.2 外界環(huán)境造成電纜絕緣層的損壞

在電纜保管、運(yùn)輸、敷設(shè)和運(yùn)行的過程中都可能遭受外力損傷。電纜安裝在飛機(jī)的各個(gè)位置，導(dǎo)線束周圍惡劣的環(huán)境會(huì)直接破壞導(dǎo)線束的絕緣層，如熱源區(qū)域、冷源區(qū)域、潮濕區(qū)域、液壓油箱及其液壓油管路區(qū)域、燃油油箱及其燃油管路區(qū)域和其他污染區(qū)域。

1.2.3 不正確的安裝造成電纜絕緣層的損壞

施工人員在敷設(shè)安裝電纜時(shí)，選擇的尼龍卡帶、鐵皮卡帶等型號(hào)不正確、電纜捆扎得過緊或過松、在高振動(dòng)區(qū)域和高溫區(qū)域使用塑料扎帶捆扎導(dǎo)線束、增壓區(qū)域?qū)Ь€束在交叉時(shí)使用塑料扎帶而沒有增加防護(hù)措施和導(dǎo)線分線不正確等，不正確的安裝都會(huì)造成導(dǎo)線和電纜絕緣層的損壞[3]。

1.2.4 高振動(dòng)區(qū)域造成導(dǎo)線絕緣層的損壞

高振動(dòng)也會(huì)造成導(dǎo)線和電纜絕緣層的損壞。航空器的高振動(dòng)區(qū)域是指振動(dòng)級(jí)別2和振動(dòng)級(jí)別3的區(qū)域。

1.2.5 超電壓和超負(fù)荷運(yùn)行

電纜的電壓選擇不正確、在操作中突然發(fā)生高壓入侵或長(zhǎng)期過載，都可能會(huì)造成電纜絕緣強(qiáng)度的破壞，導(dǎo)致電纜擊穿。

2 ?試驗(yàn)機(jī)電氣改裝中電纜線路故障的防范措施

2.1 正確選擇電纜

試驗(yàn)機(jī)電氣改裝中電纜的性能與其自身的材料、構(gòu)造等因素密切相關(guān)。電纜的性能直接關(guān)系到飛機(jī)自身的安全性能，所以它的選擇尤為重要。合格的試驗(yàn)機(jī)電氣改裝電纜應(yīng)具備良好的電氣性能、耐高溫、耐電弧、阻燃、耐化學(xué)腐蝕、壽命長(zhǎng)、重量輕等特點(diǎn)。在選擇時(shí)需考慮電纜的安裝使用環(huán)境、導(dǎo)線的絕緣層材料、導(dǎo)線的機(jī)械強(qiáng)度、不同絕緣材料導(dǎo)線的混合、導(dǎo)線的載流量、導(dǎo)體的材料、線規(guī)的大小、溫度的等級(jí)和導(dǎo)線屏蔽層的接地等因素。在選擇好電纜種類后，還需要對(duì)電纜的壓降值進(jìn)行核校，以確保壓降不會(huì)超出用電設(shè)備允許的壓降范圍。

2.1.1 按載流量選擇電纜

電氣改裝電纜的選擇是考慮電纜在一定環(huán)境溫度下的最大承載能力的重要選擇。影響承載能力的因素主要分為兩個(gè)方面：電纜本身的質(zhì)量因素、電纜周圍的環(huán)境因素等。其中，電纜本身的質(zhì)量的因素包括：電纜的額定工作溫度，主要材料的電纜、電纜的橫截面積核心等;電纜周圍的環(huán)境因素包括：電纜周圍的環(huán)境溫度，散熱和電纜的位置在測(cè)試機(jī)等。因此，準(zhǔn)確確定在試驗(yàn)機(jī)各種飛行試驗(yàn)環(huán)境下電纜的最大載荷載荷是一個(gè)復(fù)雜的過程。

參照美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-W-5088J航空軍用電纜系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)，我們是根據(jù)常用耐高溫鍍銀航空電纜的額定溫度范圍（-60 ℃～200 ℃）進(jìn)行計(jì)算。具體計(jì)算試驗(yàn)機(jī)各種飛行試驗(yàn)環(huán)境下電纜的最大承載電流可按以下公式進(jìn)行：

IM=IC·α·β ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? （1）

式中，IM為電纜在實(shí)際使用環(huán)境中的最大承載 ? 電流;

IC為在實(shí)際使用環(huán)境中，在盡可能高的溫度下，在自由空氣中單個(gè)電纜的額定承載能力;

α為在實(shí)際使用中，隨著電纜根數(shù)的增加，電纜束或電纜承載能力的衰減系數(shù)減小;

β為電纜承載能力的衰減系數(shù)，隨電纜實(shí)際最大高度的增加而減小。

IC、α、β這3個(gè)參數(shù)均可從航空產(chǎn)品手冊(cè)表格中 獲取。

2.1.2 按電壓損失選擇電纜

試驗(yàn)機(jī)電氣改裝的航空電纜具有一定的阻抗，當(dāng)負(fù)載電流通過時(shí)，可能產(chǎn)生一定的電壓損耗。電纜通過承載能力選擇，我們只選擇下限的電纜截面積、實(shí)際使用的大功率電器設(shè)備、電源或匯流條進(jìn)一步的用電設(shè)備，如電纜的長(zhǎng)度在十多米，用于提供設(shè)備供電電纜，所選線路是否符合設(shè)備的使用要求，需要根據(jù)實(shí)際使用對(duì)電氣改裝電纜產(chǎn)生的最大壓降是按照相關(guān)要求對(duì)選定的國標(biāo)電纜進(jìn)行進(jìn)一步檢查。

GJB1476A-2006《飛機(jī)試驗(yàn)飛行試驗(yàn)系統(tǒng)改裝通用要求》的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：28.5 V直流系統(tǒng)壓降不大于1.5 V;115V交流系統(tǒng)壓降不大于3.5 V;其他供電系統(tǒng)壓降不大于系統(tǒng)電壓的3%[4]。

2.1.3 按滿足機(jī)械強(qiáng)度要求選擇電纜

電氣改裝電纜的截面按上述要求選定后，應(yīng)按最小允許電纜截面進(jìn)行校核，以滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。目前試驗(yàn)機(jī)電氣改裝選用的電纜截面一般不小于0.3mm2。在特殊情況下，如連接器或傳感器引線產(chǎn)生的限制，可以選擇0.24mm2的電纜[5]。

2.2 嚴(yán)格把控施工質(zhì)量

為了減少電纜的故障，必須解決電纜本身的質(zhì)量問題。首先，要從基礎(chǔ)管理工作入手，減少試驗(yàn)機(jī)電氣改裝施工全過程中對(duì)電纜的人為機(jī)械損傷。具體的防范措施從以下3個(gè)方面進(jìn)行說明。

2.2.1 地面電纜制作過程

（1）地面下線、放線、收線和制作電纜的過程中，要確保接觸面的干凈整潔，如果達(dá)不到要求，最好鋪一層塑料紙保證電纜不受損傷。

（2）剝離絕緣外護(hù)套時(shí)，刀片不能損傷到屏蔽層，剪屏蔽層時(shí)，剪刀不能損傷線芯，剝離線頭線芯絕緣層時(shí)，剝線鉗不能損傷到線芯，線芯和屏蔽層表面應(yīng)徹底清潔，防止雜質(zhì)顆粒遺留在上面。

（3）焊接屏蔽地線用烙鐵時(shí)，防止底線斷裂。

（4）加熱熱縮管等收縮性材料，應(yīng)適當(dāng)控制溫度和距離，并要緩慢均勻收縮，不得直接接觸絕緣層，避免直接損傷絕緣。

（5）安裝環(huán)境應(yīng)無灰塵，溫度在0℃以上，濕度在70%以下。

（6）電纜端部制造工藝的進(jìn)一步改進(jìn)，保證了電纜端部及中端部的質(zhì)量。此外，我們還可以提高施工工人的技術(shù)素質(zhì)，要求他們要非常細(xì)心，嚴(yán)格參照技術(shù)規(guī)程，保證電纜端頭、中間頭的生產(chǎn)質(zhì)量。

2.2.2 機(jī)上電纜安裝與敷設(shè)過程

（1）電纜應(yīng)按束、分類進(jìn)行敷設(shè)，不得將兩束或多束電纜綁扎到一起進(jìn)行敷設(shè)。為使布線所引起的電磁耦合減小到最低程度，還應(yīng)將電纜進(jìn)行隔離。

（2）電纜敷設(shè)時(shí)不得為了滿足長(zhǎng)度要求而強(qiáng)拉 ? ?電纜。

（3）敷設(shè)電纜時(shí)，不得急彎。應(yīng)確保轉(zhuǎn)彎半徑符合荷載調(diào)節(jié)彎曲半徑的要求，使電纜能自然彎曲，從而降低電纜發(fā)生機(jī)械損傷的概率。

（4）線束應(yīng)保持平直，彎曲線束時(shí)，內(nèi)部的導(dǎo)線不應(yīng)回縮。

（5）當(dāng)線束進(jìn)入導(dǎo)管或飛機(jī)結(jié)構(gòu)時(shí)，不能強(qiáng)拉線束，以防棱角或銳邊擦傷電纜。線束與結(jié)構(gòu)銳邊的實(shí)際間隔應(yīng)保持10mm以上，間隔不能保持在上述間隔時(shí)，應(yīng)在結(jié)構(gòu)銳邊上包覆防磨邊或鑲?cè)Α?/p>

（6）連接到需常拆卸設(shè)備（如蓄電池）上的線束應(yīng)單獨(dú)綁扎成束，并留有活動(dòng)余量，以防由于設(shè)備的拆卸、更換而引起線束的彎曲、拉動(dòng)、磨擦或其他影響造成電纜損壞。

2.2.3 特殊區(qū)域電纜的安裝與敷設(shè)

特殊區(qū)域電纜的安裝與敷設(shè)應(yīng)根據(jù)該區(qū)域的特點(diǎn)采取相應(yīng)的防護(hù)措施，具體內(nèi)容如下。

（1）駕駛艙內(nèi)電纜的安裝與敷設(shè)應(yīng)符合以下技術(shù)要求。

①應(yīng)盡量沿著兩側(cè)壁板進(jìn)行敷設(shè)。

②電纜敷設(shè)后不能遮擋駕駛員的視線、不能影響駕駛員的操作。

③儀表板附件改裝電纜的安裝與敷設(shè)后，應(yīng)不影響原機(jī)儀表設(shè)備的維修和拆卸。

④在內(nèi)飾板表面、腳蹬地板附近等無法進(jìn)行固定的地方，應(yīng)使用鋁箔膠帶粘貼，粘貼前應(yīng)先將粘貼表面擦拭干凈，粘貼后鋁箔膠帶不應(yīng)出現(xiàn)氣泡、不應(yīng)開裂。

（2）測(cè)試設(shè)備附近電纜的余量不能過多，以防影響測(cè)試設(shè)備的拆卸。

（3）升降舵、方向舵、襟縫翼、旋翼等有操縱鋼索等運(yùn)動(dòng)部件的區(qū)域電纜的安裝與敷設(shè)。

當(dāng)所有改裝電纜敷設(shè)到位，且導(dǎo)通完成后，在通電前要將所有敷設(shè)的電纜進(jìn)行綁扎、固定，綁扎結(jié)扣應(yīng)配置在導(dǎo)線束下方，綁扎不要過緊。

2.3 加強(qiáng)后期管理維護(hù)

加強(qiáng)后期管理和維護(hù)，制定和完善相應(yīng)的規(guī)章制度，首先應(yīng)對(duì)試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行電纜維護(hù)、檢測(cè)、防火報(bào)警等相關(guān)制度，并逐步完善。其次要定期進(jìn)行檢查，包括定期對(duì)電纜中間接頭進(jìn)行溫度測(cè)量，并按規(guī)定進(jìn)行相關(guān)的預(yù)防實(shí)驗(yàn)。最后電纜防火設(shè)計(jì)應(yīng)按照相關(guān)部門的規(guī)定，并嚴(yán)格參考設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)制定各種電纜防火措施[6]。

3 ?結(jié)語

在試驗(yàn)機(jī)上，電氣改裝電纜就像人的血管和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。它們不僅可以為各種系統(tǒng)供電，還可以起到信息傳遞的作用，其重要性不言而喻。電纜的性能關(guān)系到飛機(jī)的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。電纜的失效是不可避免的，但我們可以進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)策，使電纜的故障率降低到最小。發(fā)生故障后，利用現(xiàn)有的設(shè)備和條件，利用正確的測(cè)量和判斷，迅速、準(zhǔn)確地確定故障點(diǎn)，盡快排除故障，保證正常用電。這樣，電纜檢測(cè)工作就容易多了，節(jié)省了人力、財(cái)力和物力，同時(shí)也保證了飛機(jī)的正常用電。

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①作者簡(jiǎn)介：白欣鵬（1992—），男，本科，助理工程師，研究方向?yàn)樵囼?yàn)機(jī)電氣改裝。

張琦（1991—），男，本科，工程師，研究方向?yàn)樵囼?yàn)機(jī)電氣改裝。

薛斌（1989—），男，本科，高級(jí)工，研究方向?yàn)樵囼?yàn)機(jī)電氣改裝。