1. 飞机电缆技术测试意义及特点
1.1飞机电缆技术测试意义
飞机电缆整体性测试在飞机制造中是不可缺少的部分,电缆测试技术的提高具有重要的意义:
(1)飞机电缆是飞机的神经系统,研究飞机电缆测试系统才能保证生产质量的需求。
(2)国防军工及相关工业领域,包括航空、航天、兵器领域中,在电缆是应用广泛。都使用着不同性能、不同规模的电缆,电缆连接的可靠性直接导致军事训练和作战任务的完成情况。项目研究是军工装备生产质量保证的需求。
(3)电缆测试范围也涉及船舶、核工业、能源、电力、铁道、通信领域中的系统、分系统、单元设备等。因此,项目研究对经济建设和社会发展需求非常明显。
(4)西方少数发达国家,如美国等在飞机全机电缆检测技术方面具有长时间的技术积累和产业链。电缆测试技术的研发既能提升国有关键技术水平,又可以增加经济效益。
1.2飞机电缆技术测试特点
飞机电缆有其自身的的特点
(1)飞机电缆是飞机的神经系统,承载着飞机电气、航电、火控、操纵等各分系统,为飞机各部件输送动力电源、控制信号和数据信息。
(2)航空电缆系统要求高可靠,高集成,高轻便,因此许多电缆专有性强;飞机的空气动力外形限制了各种设备的空间布置,机载电气设施排列紧凑,导线连接非常复杂;特别是机翼部分,由翼梁、长桁、纵墙、翼面等组成承力结构,先进的战机由于要携带充足的燃料,机翼部分采用整体油箱填充,另外也需要提供武器挂架及电气连接,因此明显的妨碍到飞机电缆系统的布线;同时,由于飞机电缆系统线缆种类特别多,接口众多,长短不一,分布不均匀,复杂的电气环境也,因此无形中会增加其潜在故障,一些空难事故和飞行器故障都直接或间接由电缆系统故障导致。因此,航空电缆的好坏是飞机安全运行的重要保障,电缆安全问题更为重要。
2.飞机电缆测试方法
2.1 国内电缆测试方法
国内现有的电缆测试仪大多为一体化单机结构,通过专用转接电缆满足与被测电缆两端的对接,如图 2.1 所示。使用计算机辅助测控工具,将各种测试功能汇聚,根据相对固定的矩阵开关模块选通测试线路,应用各种编程软件编写的专有应用程序,具有较高的自动化程度,在测试小型专有设备方面效率高,在测试过程中人为干扰因素也不明显。但是测试功能设备集合在一起,转接电缆连接部分存在体积大、需要较长的转接电缆、测试容量有限、硬件配置相对固定有限,升级困难,测试功能、对象单一,应用不够灵活,如果电缆图纸更改,那硬件也随之更改等问题。不能满足飞机电缆网络的测试要求。
图 2.1单机结构测试原理图
2.2 国际上先进的电缆测试方法
以线束分析仪为代表的产品,具有快速多功能测试、应用灵活、可扩展、分布式电缆测试系统可测点数量多等特点。能够实现飞机电缆测试的要求,可满足人机交互友好、可靠性高、可动态配置的飞机电缆测试,应用于军民领域,同时正在向小型化、模块化、智能化、通用化进军。由于航空工业的推广,特别是大容量飞机电气网络的现代化和功能多样化,电器网络的维护也逐渐向高端发展。其中为了防止和减少由电缆故障引起的突发性事故,使飞行过程具有可靠的电缆状态信息,发达国家研究航空电缆的在线检测和实施监测研究工作。开发出了先进的电缆监测传感器,结合领先的航空电子制造技术,以及相关行业的控制技术,详细研究了飞机电缆多方位状态,逐步向飞行和停靠的无缝隙监测,实现了测试仪器和飞机制造的结合,使飞行安全性得到提高。
3.飞机电缆测试内容
飞机电缆是由几根或几组每组至少两根导线绞合而成的类似绳索的结构,每组导线之间相互绝缘,并围绕着一根中心扭成,整个外面包有高度绝缘的覆盖层。飞机电缆主要由电力电缆、控制电缆、补偿电缆、屏蔽电缆、高温电缆、计算机电缆、信号电缆、耐火电缆电缆等部分组成。
电缆线路故障主要包括:机械损伤、绝缘损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、电缆过热故障等。电缆检测内容及要求如下:
(1) 导通状态完整性验证
复杂电缆网络存在这较多的导通故障的类型,包括短路、断路、混线、搭壳等。所以不仅要求电路原理中该导通的线路导通性良好,也要求不该导通的线路不能短路。此外对于飞机电缆网络整机测试,电缆节点众多,导通状态完整性要求,所有原理上导通的点组成的单个网络内部满足点与点之间相互导通,理论上不该导通的各个导通网络之间互相绝缘。
(2) 绝缘电阻检测
要求整机电缆各个绝缘网络之间满足在直流500V下,绝缘电阻≥20MΩ测试精度<±%5 。有时还需要绝缘耐压测试,漏电流精度<±%1 。
(3)电阻测量范围<100MΩ;满足某些场合要求精确定位两点间的微小电阻值,要求用四线制精确测量电阻大小,精度为0.01Ω。
(4)电容测试
通讯等要求测试电容测试,测量条件:500VAD,50PF—1000PF。
(5)对短路、断路、混线、绝缘性等故障定位。
(6)测试速度(导通:4000点/分,绝缘:2000点/分);
(7)各项测试误检率<10-5,所进行测试均为非破坏性测试。
结论
随着航空、航天和国防装备的自动化水平的提高,电气电缆网络也越来越复杂,电缆作为信息交互和能量传递的主要媒介,对一个复杂系统的稳定运行有着举足轻重的影响。飞机电缆测试仪用于电缆网络的检测,成为大型设备制造及维护的重要一环。
参考文献
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