飛機(jī)電纜典型故障分析

馬漢英

摘 要：飛機(jī)電纜在航空系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用，電纜在安裝使用過(guò)程中，容易產(chǎn)生老化損壞等，引起諸多方面故障，不利于飛機(jī)安全。鑒于此，本文淺要探討電纜故障問(wèn)題，包括故障產(chǎn)生原因及危害，針對(duì)電纜故障提出了相關(guān)方法。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)電纜；故障；分析

引言

飛機(jī)電纜貫穿于機(jī)身、機(jī)翼等各部件，屬飛機(jī)的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”，在飛機(jī)上起著重要作用，它不僅擔(dān)負(fù)著輸配電功能，還擔(dān)負(fù)著飛控、發(fā)動(dòng)機(jī)、起落架、航電等重要系統(tǒng)的信息傳輸功能。

一、飛機(jī)電纜故障危害

飛機(jī)電纜故障一般表現(xiàn)為絕緣層損傷、老化、裂紋、磨損，屏蔽層斷裂、破損，插頭座或模塊導(dǎo)線脫線、虛接，導(dǎo)線線芯斷絲，防護(hù)材料使用不當(dāng)影響電纜散熱等現(xiàn)象，這些現(xiàn)象是造成飛機(jī)電纜產(chǎn)生短路、斷路、電弧、電磁兼容性差、信息傳遞失效的重要原因，將對(duì)飛機(jī)飛行安全構(gòu)成隱患，設(shè)備出現(xiàn)故障。據(jù)美國(guó)相關(guān)部門調(diào)查顯示，眾多航班事故發(fā)生過(guò)程中，因電纜短路、電弧等故障造成的航班事故占相當(dāng)大的比例。飛機(jī)電纜的修理一般是以舊換新，將機(jī)上的問(wèn)題電纜拆除報(bào)廢更換新線，據(jù)統(tǒng)計(jì)，飛機(jī)頻繁更換導(dǎo)線，這在一定程度上大大影響飛機(jī)的正常飛行。通常來(lái)說(shuō)，切實(shí)保障電纜在飛機(jī)全壽命周期內(nèi)的良好性，才能防止因電纜故障造成飛機(jī)維修，提高飛機(jī)的出勤率，從而利于飛機(jī)飛行安全。

二、飛機(jī)電纜類型

飛機(jī)故障電纜修理，首先須了解電纜的類型、型號(hào)、規(guī)格以及使用部位，方能采取具體的修理手段。

飛機(jī)電纜一般依據(jù)絕緣層材料的不同主要分?jǐn)D出線和繞包線，按電纜的結(jié)構(gòu)分有防波線（單根防波線、鈕絞防波線）、非防波線（單根防波線、鈕絞防波線）、同軸線，根據(jù)電纜工作溫度分有耐高溫線、常溫線。

三、飛機(jī)電纜安裝方式分析

3.1穿管式電纜安裝

電纜安裝由于飛機(jī)環(huán)境要求或特殊性能要求，經(jīng)常按安裝區(qū)域不同選用不同的防護(hù)套管，防護(hù)套管一般選用聚氯乙烯管、熱縮套管、屏蔽套管、金屬導(dǎo)管等，將電線穿入套管中固定，從而起到防磨、防雨、防電磁干擾、防油等作用，但其缺點(diǎn)是維護(hù)不方便，如果要維護(hù)須破壞防護(hù)套管或?qū)㈦娎|拆除，重新制造換新。穿管式電纜安裝是把穿入防護(hù)套管的電纜經(jīng)整理、排列，通過(guò)卡箍、卡帶及固定點(diǎn)等完成電纜束的成形及與結(jié)構(gòu)支架固定點(diǎn)的連接。此方法在飛機(jī)上的使用能起到很好的防護(hù)效果。

3.2非穿管式電纜安裝

非穿管式電纜大部分安裝于機(jī)艙內(nèi)，一般將電纜的排列、走向順直，按先內(nèi)層后外層，先粗長(zhǎng)電纜后細(xì)短電纜，先電纜束后單根電纜的原則，通過(guò)用綁帶、卡箍、卡帶及固定點(diǎn)等敷設(shè)安裝，在穿框、過(guò)洞的部位安裝防磨圈、防磨墊等防護(hù)，在高溫部位（如發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)、暖氣導(dǎo)管附近）電纜束上纏石棉帶，包玻璃布帶進(jìn)行隔熱防護(hù)。穿管式電纜與非穿管式電纜經(jīng)常會(huì)共同敷設(shè)、綁扎固定。此方法相對(duì)于電纜故障的檢查、維修更方便。

3.3槽式電纜安裝

槽式電纜安裝結(jié)構(gòu)是通過(guò)將飛機(jī)各系統(tǒng)電纜在飛機(jī)上利用飛機(jī)結(jié)構(gòu)、支架按電纜的類型及走向提前安裝電纜敷設(shè)通道，電纜制造后上機(jī)敷設(shè)只需將電纜向卡槽中放置，安裝效率高，消除人為因素產(chǎn)生的錯(cuò)誤敷設(shè)、長(zhǎng)度不合適、狀態(tài)不固定等現(xiàn)象，據(jù)了解，波音飛機(jī)電纜安裝采用此設(shè)計(jì)方法，但在國(guó)內(nèi)此項(xiàng)技術(shù)用于飛機(jī)還極少，有待于開發(fā)研究，便于提高電纜的敷設(shè)固定及維修等效果。

四、飛機(jī)電纜的故障分析

4.1飛機(jī)上的不利條件

由于飛機(jī)本身結(jié)構(gòu)的特殊性，航空電纜在使用過(guò)程當(dāng)中會(huì)受到更多的不利因素的影響加快其老化的速度，其不利因素總結(jié)為以下四點(diǎn)，第一點(diǎn)是內(nèi)部過(guò)高的溫度，在高溫的影響下電纜的絕緣層的老化速度會(huì)加快導(dǎo)致發(fā)生短路現(xiàn)象；第二點(diǎn)就是內(nèi)部的高電流，因?yàn)殡娏鬟^(guò)高，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行溫度也隨之提升，不利于電纜的正常使用；第三點(diǎn)是容易形成積溫的現(xiàn)象，這樣會(huì)使內(nèi)部呈現(xiàn)持續(xù)高溫狀態(tài)減少電纜使用壽命；第四點(diǎn)是內(nèi)部環(huán)境空間較小，在窄小的空間里，電纜的排列會(huì)受影響產(chǎn)生卷曲壓縮情況，隨著使用過(guò)程會(huì)逐漸使電纜呈現(xiàn)破損狀態(tài)；第五點(diǎn)是電器的電阻會(huì)使設(shè)備呈現(xiàn)持續(xù)高溫狀況。

4.2故障的表現(xiàn)

航空電纜最常見的故障就是“老化”。實(shí)際上老化未必真的使用了很長(zhǎng)的時(shí)間，而是在各種復(fù)雜原因下，使得電纜過(guò)早地出現(xiàn)了“老化”的特征，有代表性是：熱老化、機(jī)械老化、電老化等。

4.3老化的分類

（1）熱老化指的是絕緣介質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)在熱量的作用下發(fā)生變化，使得絕緣性能下降的現(xiàn)象，本質(zhì)是絕緣材料在熱量的影響下發(fā)生了化學(xué)變化。絕緣有機(jī)高分子材料在熱的長(zhǎng)期作用下比較容易發(fā)生氧化反應(yīng)，最終在聚合物中產(chǎn)生了電樹枝，導(dǎo)致絕緣性能下降，擊穿場(chǎng)強(qiáng)隨著電壓作用時(shí)間的增長(zhǎng)而降低，最后導(dǎo)致聚合物絕緣擊穿。

（2）機(jī)械老化是固體絕緣系統(tǒng)受到各種機(jī)械應(yīng)力的作用發(fā)生的老化。這種老化主要是絕緣材料一開始、或者受到機(jī)械應(yīng)力作用，產(chǎn)生了微觀的裂縫。裂縫隨著受力的緩慢作用而嚴(yán)重，增大到甚至導(dǎo)致局部放電現(xiàn)象，使得絕緣性能發(fā)生嚴(yán)重破壞。

（3）電老化也是比較常見的一種現(xiàn)象。它出現(xiàn)的原因是電場(chǎng)的長(zhǎng)期作用。其實(shí)電老化的原理是比較復(fù)雜的，它的出現(xiàn)不僅僅是單純的物理作用或者化學(xué)作用，而是這些復(fù)雜作用的共同結(jié)果。由于我們?cè)谄綍r(shí)采用“本征擊穿場(chǎng)強(qiáng)”這個(gè)量來(lái)代表絕緣材料耐強(qiáng)電場(chǎng)的性能，從原理上可以知道高分子有機(jī)材料的量值都是在MV/cm以上的。由于厚度效應(yīng)、雜質(zhì)、氣孔、材料不均勻等各種原因，實(shí)際上較小的電場(chǎng)強(qiáng)度就足以擊穿了，導(dǎo)致電老化。

五、飛機(jī)電纜故障解決措施

5.1加強(qiáng)故障機(jī)理研究

電纜檢修工作相關(guān)人員應(yīng)該對(duì)每次的電纜故障進(jìn)行總結(jié)，對(duì)其原因進(jìn)行分析。“實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”在可行的理論研究方法的基礎(chǔ)上，對(duì)電纜故障的產(chǎn)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)航空系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析等實(shí)際操作對(duì)電纜故障進(jìn)行研究，從根本上去研究電纜熱老化、機(jī)械老化以及電纜電老化產(chǎn)生的原因，并在具體的故障面前要根據(jù)實(shí)際情況采取合理的解決措施。

5.2故障預(yù)測(cè)

科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，使得我們可以借用先進(jìn)的工作設(shè)備對(duì)電纜工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)電纜的故障進(jìn)行診斷和報(bào)修，我們可以通過(guò)其中的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、狀態(tài)評(píng)估、狀態(tài)預(yù)測(cè)等技術(shù)對(duì)電纜故障發(fā)生進(jìn)行預(yù)防。在進(jìn)行實(shí)際監(jiān)督的時(shí)候，相關(guān)操作人員的機(jī)械操作化水平，必須得以提高。針對(duì)以往發(fā)生的故障類型對(duì)其作出記錄處理，確保下次再發(fā)生此類故障時(shí)，能夠有效地采取最合理的解決方案。當(dāng)然，在此之前一定要做好預(yù)防措施。

5.3實(shí)時(shí)故障診斷設(shè)備

故障因?yàn)槠渫话l(fā)性才會(huì)給工作人員帶來(lái)困擾，如果我們對(duì)工作中的電纜進(jìn)行實(shí)時(shí)的故障診斷，在電纜發(fā)生故障或發(fā)生故障前及時(shí)啟用備用方案，則可以對(duì)問(wèn)題進(jìn)行有效的解決。設(shè)備的操作錯(cuò)誤以及設(shè)備的老化都是其間產(chǎn)生故障的重要原因，所以在進(jìn)行實(shí)時(shí)故障診斷設(shè)備檢查的時(shí)候主要從兩個(gè)方面入手。首先，定期對(duì)故障診斷設(shè)備進(jìn)行監(jiān)察，針對(duì)老化的設(shè)備或者已無(wú)法正常使用的設(shè)備進(jìn)行淘汰處理并更換，其次就是針對(duì)設(shè)備診斷時(shí)，對(duì)操作人員的操作水平穩(wěn)性地進(jìn)行篩選，畢竟故障診斷設(shè)備目前還不能做到自動(dòng)化，所以就需要人工的力量對(duì)它進(jìn)行實(shí)時(shí)使用。

六、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述若想確保飛機(jī)能夠安全的飛行，如何避免航空電氣發(fā)生故障是不可忽視的話題，然而航空系統(tǒng)中電纜出現(xiàn)的故障對(duì)其影響較為嚴(yán)重，又因飛機(jī)飛行過(guò)程中受到的影響因素較多，所以對(duì)于電纜從前期排查到中期維護(hù)包括發(fā)生故障后及時(shí)的維修，以及配件的更換，都需要完整的執(zhí)行流程來(lái)確保安全隱患的降低，減少電纜的故障率。

參考文獻(xiàn)：

[1]周訓(xùn)春，肖楚琬.基于電纜衰減特性的軍用飛機(jī)線路故障定位模型研究[J].國(guó)外電子測(cè)量技術(shù)，2018，37（09）：79-84.

[2]王璐璐.便攜式智能型飛機(jī)電纜性能檢測(cè)系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（18）：170.