電纜屏蔽材料的種類及應(yīng)用

章春姣

摘 要：飛機(jī)承載了人們的生命安全，而飛機(jī)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(jī)的穩(wěn)定運行至關(guān)重要。本文首先對飛機(jī)電纜的內(nèi)容進(jìn)行了介紹，然后對飛機(jī)電纜采用的主要屏蔽材料進(jìn)行了闡述，最后對飛機(jī)電纜的屏蔽方式進(jìn)行了分析，旨在為飛機(jī)電纜屏蔽材料的研究提供有利的參考方向。關(guān)鍵詞：飛機(jī)；電纜；屏蔽材料DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.1801 飛機(jī)電纜概述

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

一般來說，飛機(jī)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(jī)電纜中最常用的一種，其結(jié)構(gòu)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(dá)到的屏蔽效果更好；屏蔽電纜的內(nèi)部材料具有導(dǎo)電或?qū)Т诺墓δ埽瑥亩鴺?gòu)建屏蔽網(wǎng)并實現(xiàn)最佳的抗磁干擾效果；同軸電纜中存在金屬屏蔽網(wǎng)，這主要是由于其具有材料填充的內(nèi)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(jī)電纜屏蔽材料的種類2.1 半導(dǎo)電高分子材料

我們通常將電阻率在一定范圍內(nèi)具有一定等級的屏蔽性能的材料叫做半導(dǎo)電高分子材料，其分類的標(biāo)準(zhǔn)是內(nèi)在材料的導(dǎo)電原理，材料本身具有導(dǎo)電性能的被稱之為結(jié)構(gòu)型，而通過填料的方式來實現(xiàn)屏蔽干擾的被稱之為復(fù)合型。無論是結(jié)構(gòu)型還是復(fù)合型半導(dǎo)電高分子材料均是飛機(jī)電纜主要采用的屏蔽材料之一，這是因為半導(dǎo)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(qiáng)的，尤其是抗雷擊的能力使其在飛機(jī)電纜中得到了較為廣泛的應(yīng)用。如上文所述，半導(dǎo)電高分子材料在飛機(jī)電纜中的應(yīng)用具有較大的優(yōu)勢，但是其制作工藝較為復(fù)雜且所需費用較大，因此，半導(dǎo)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(yīng)用金屬絲作為主要材料形成屏蔽網(wǎng)來實現(xiàn)抗磁干擾的電纜屏蔽材料。在飛機(jī)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(jī)電纜所采用的金屬絲編織防波套的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也不同。一般來說，多層編織的效果要優(yōu)于單層編織，而覆蓋面積和編織角度成反比關(guān)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(jī)電纜中的有效應(yīng)用可以起到良好的屏蔽電磁干擾的效果。2.3 導(dǎo)電涂料

導(dǎo)電涂料的用途主要是通過形成涂層的方式來實現(xiàn)電纜保護(hù)，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(wěn)定性不佳，碳粉的分散性較強(qiáng)，所以，單一的導(dǎo)電填料無法實現(xiàn)理想的屏蔽涂層，一般采用多種導(dǎo)電涂料綜合使用的方式來形成涂層。通常來說，建立導(dǎo)電涂層時會以成本較低的填料涂層為基礎(chǔ)，再依照導(dǎo)電性能的次序逐層添加抗干擾能力較強(qiáng)的材料，從而形成穩(wěn)定性高且屏蔽性能好的導(dǎo)電涂層。由此可見，導(dǎo)電涂層具有操作簡單和節(jié)省成本的發(fā)展優(yōu)勢，但是其穩(wěn)定性和抗干擾能力有待提升。3 飛機(jī)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(jī)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(chǎn)生較多的噪聲電流，不利于整個屏蔽層實現(xiàn)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(nèi)自行抵消，這樣才能保證干擾電流留在屏蔽層內(nèi)，從而有效避免電磁干擾。

由于受到飛機(jī)組件的外部接地方式的影響，飛機(jī)電纜內(nèi)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(nèi)部磁場返回的電流導(dǎo)出，從而降低電流干擾的強(qiáng)度。由此可見，飛機(jī)內(nèi)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(xiàn)雜散電容的問題，嚴(yán)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(jī)的高頻電纜中應(yīng)該采用多點接地的屏蔽方式。在高頻電纜中線路內(nèi)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(dǎo)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(nèi)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(jī)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(nèi)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(guān)鍵是在屏蔽層內(nèi)外構(gòu)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(nèi)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(nèi)層不存在噪聲電流，其抗干擾性能主要由屏蔽外層來實現(xiàn)。4 結(jié)語

飛機(jī)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(jī)電纜的屏蔽材料和屏蔽方式的研究得出相應(yīng)結(jié)論。筆者認(rèn)為，半導(dǎo)電高分子材料和導(dǎo)電涂層這兩種屏蔽材料在飛機(jī)電纜中的應(yīng)用可以有效降低電磁干擾，而飛機(jī)電纜的單層屏蔽和多層屏蔽的接地方式均可達(dá)到在屏蔽層內(nèi)部將干擾電流進(jìn)行抵消的目的，從而有效屏蔽電磁干擾。參考文獻(xiàn)：[1]王超.飛機(jī)電纜對電磁干擾的抑制分析[J].科技風(fēng)，2018（17）：188.[2]牟春宇.飛機(jī)電纜屏蔽層接地可靠性測試方法研究[D].中國民航大學(xué)，2015.[3]王曉東，宣天鵬.電纜屏蔽材料的種類及應(yīng)用[J].安全與電磁兼容，2015（01）：76-79.[4]王天順，劉叔倫.飛機(jī)電纜敷設(shè)[J].飛機(jī)設(shè)計，2003（02）：36-40+54.