引言
线路故障是一种较为常见的航电系统故障，表现为指标不稳定、控制机械不工作、信号异常等。 经过十多年的军用和商用飞机服务，深埋在结构内的数百公里长的电线开始破裂和磨损。此类故障被认为不重要且长期被忽视，此类故障可能发生在典型飞机上的数百个位置，致命的电弧和电磁辐射难以检测，老化的飞机接线和绝缘磨损是导致故障的主要原因。
一、航空电气系统故障
航空电气系统一般由电源控制系统和电能装置两大部份所构成。电源控制系统主要由能源装置和电能装置所构成:电能装置主要由航空器的各种利用电力的装置控制系统所构成。由于各种装置间的相互联系，大大增加了航空线缆重量，也提高了导线内部出现问题的几率。再加上，航空线缆大部分都是在高热、过强辐照和大震动的条件下正常工作的，导致航空线缆的老化问题越来越严峻。在航空电缆运作初期，由制造商对航空电气系统内部的零件配置不够严格所引起的线路问题，必须经过有效的控制与改造，才能保证航空电气系统内部的零件都可以较长时间地处在相对平稳的工作区。但因为线缆直径很小，而且成捆地束在一起，再加.上导线与电缆、线缆与固定架间长期的碰撞容易造成线缆材料的老化，此时的航空线缆绝缘老化部位就会发生断裂情况，断续的电弧随之出现，这样将严重干扰航空的工作。
二、电弧分析
2.1电弧产生的原因分析
经过几年来的运行实践证明，要想从真正意义上研究电弧现象，首当其冲要进行的便是准确研究电弧的功能及其故障因素。一般来说，电弧指的是在两种电极间所发生的放电作用(连续性而非中断性的)，在此期间将会伴随着部分电气物料的挥发，实际上这一电磁化学反应流程是非常繁琐的(绝非我们想像中的那么容易)。除此以外，也因为导电系数自身就是一种变数，所以并没法通过欧姆定律来线性地说明二者之间的因果关系。此外，集成电路自身的参数特性以及内部电气系统所在区域的环境状态等也会对其产生一定程度的影响。
2.2电弧的产生途径
通过以往大量的实验表明，大致有以下方式可能引起故障:首先是当线路完全开断后。在这个状态下，电弧将导致内部热量产生大范围的上升，这是非常危险的，而且一旦稍微不小心就可能造成巨大的人力物力资金的浪费。与此同时还通过以往大量的实验表明，在并联线路上的电弧数量与负荷大小之间，还存在着相当程度的相互关系。因此在并联电路上的电弧问题，大多出现在两个方向相反的金属电极，是指导线间无意识的导通。主要是由源头故障等效电感值和电流值两因子的影响共同决定的，是由连接导线的不同材质及其和地面相连接的导线中金属部分之间连接的问题。在这个情形下，当电路触头分开的初期时，触头内部的接触压力或者接触面积都会因为触头的分开而产生一定幅度下降的现象，然后它直接导致接触点上的电流密度在短时间内急剧增加，在电流和接触点之间释放出一定的能量(但具体是什么要依据当时的实际情况而定)，但一旦放电电流平稳后，即表示为电弧开断。第2种情形则是在击穿真空(或者说是空气)内部的空隙，此时会在真空的两级(正负)间形成电极，即双真空电极。
三、航空电气系统故障电弧的分类
3.1串联故障电弧
串联故障电弧，大多是由于正负阴极间的连接松动，或插头接连不好而引起。串联电弧则通常是由于插件或一些器件等间的互相连接而引起。当电气设备的连接部分发生破坏后，电压和电流在损坏的部分产生。在第一时刻，电压或电流很小，但由于绝缘层的损坏和导线的逐渐氧化和侵蚀，电压或电流逐渐增加，最后产生了故障电弧。串联电弧额定值大大低于传统断路保护器的额定容量上限值，其电弧能量也大大低于传统并联电弧，这给对故障电弧的检查造成了很大的麻烦。但在经过长时间放电后，也会破坏导线接头而引起火灾事故。
3.2并联故障电弧
并联故障电弧是指由于电路的绝缘隔离层损坏，而产生的短接事故。如三相交流电的相线与相线以及相线与航空系统的短路电流联系。一般情况下，并联电弧电流信号幅值超过断路器额定值，就可以被正常切断，但是，如果未达到过流保护装置的最大额定值，则可能无法断开过流保护装置，产生的电能远大于串联电弧电流，且容易触及到可燃材料，因此其危险性也更大。
四、电弧故障的仿真分析
以下对焊接电弧故障的仿真分析，从如下几方面进行了介绍。
4.1科学搭建故障电弧模型
就当前的应用现状而言，黑盒式电弧模型在应用于数学的电气电弧道具设计领域中很受大家的喜爱。实验结果显示，虽然这种模拟并不能完整精确的说明因航空电气系统故障而产生的物理状态(因为这个过程是极其复杂的)，不过能够模拟分析电弧电流和压力特征。并且能够根据所描绘的压力和流量求取微分等式的有关数据，与此同时也能够准确的描述出经过精确测量的电气电弧中的非线性电流。
4.2实现电弧模型
如果以MATLAB程序作为开发工具，可以使用Sinulink/PSB (也就是电力系统模块库)中的模块，是最通用的电弧模块。电弧模型由以下许多部分所共同构成，内容主要涉及微分方程编辑器、电流中的额定电流源、阶跃测量、定值测量、电流计算等。
4.3仿真结果
如果根据故障模式来构造回路，同时以Mayr模式为例，在高阻性负载下进行模拟，根据仿真结果就能够很明显的发现，电路电压在零点起始阶段会持续上升，直到维持到某一值，而与此同时电压也会在最高点阶段持续降低，直到终于降至零为止，而实际上这也正是模拟了当故障线路断开，而电弧又熄灭时。为最好的实现仿真分析，有时候还必须通过飞机内电气系统的具体技术参数来有效的调节电弧模型，从而改善飞机负荷状况，并利用这些方法来得到飞机内电气系统中故障电弧的电流和电压波形。
结束语
综上所述，在中国航空事业的开发历程中，安全性问题永远都是列在首位的，其中电弧问题就一定要受到充分的关注，首先要找出电弧问题的真正根源所在，之后才能对症下药，并做到具体问题的正确处理。
参考文献
[1]张殿业，金建. 航空电气系统中故障电弧的分析[J].科技与创新，2014 (7) .
[2]杨例数.航空电气系统绝缘故障的研究[D].大连理工大学，2012.
[3]李丹，图刚.航空电气系统中故障电弧的研究[J].中国新通信，2013 (11) .
[4]王丽，曹路.航空交流故障电弧特性的研究[J].低压电器，2011(2) .
[5]王钰，郑先成.航空交流电弧特性及检测算法研究[J].机电一体化，2012 (3) .
