一、熔断器熔断原因及选型
APU起动时起动发电机作为机上的大用电负载，其瞬时起动冲击电流大，持续时间短，APU起动冲击电流见图1。若熔断器长期使用在过载工况下，每次冲击电流会对熔断器造成损伤，造成使用次数的减少。以下进行详细分析。
图1
2.1熔断器熔断的原因
根据熔断器厂家提供的熔断器寿命计算方法可知，常用比值U（实际电流脉冲I2t值/熔断器熔断需要的I2t值）进行熔断器的寿命估算，当U=22%，可承受100000次冲击；当U=29%，可承受10000次冲击；当U=38%，可承受1000次冲击；当U=48%，可承受100次冲击。熔断器寿命对比图如图2所示，经计算，原APU起动熔断器仅可承受最低90次APU起动冲击，远远不满足2000次起动的要求，所以需要重新选择熔断器。
图2
2.2熔断器的选型
APU起动熔断器的选型要满足在APU正常起动时，熔断器不能熔断，保证系统正常工作，当APU起动系统设备短路或线路短路时，应快速熔断，保护线路或设备安全。针对APU起动熔断器的使用工况主要从确定熔断器的类别等3个方面进行选型分析。
首先需确定熔断器的类别。参考HB20111-2012《飞机用熔断器和熔断器座规范》，根据熔断器的预定用途，可将熔断器分为普通熔断器、特种熔断器、惯性熔断器和难熔熔断器。普通熔断器适用于用电线路及一般用电设备保护，具有小过载、快速动作特点；特种熔断器为玻璃管式普通熔断器，其特性与普通熔断器一致；惯性熔断器适用于电动机等有较大起动过载电流的用电设备保护，可以承受较大的瞬时过载电流；难熔熔断器适用于电源输出及电网保护，可以承受较大的瞬时过载电流。根据APU的起动冲击电流可知，在APU起动时，产生的瞬时冲击电流较大但持续时间较短，初步选择惯性熔断器或难熔熔断器。
其次需确定熔断器的额定电流，熔断器的额定电流是指在正常条件下熔断器能够长时间、连续承载的电流值，在确定熔断器额定电流大小时还需考虑熔断器环境温度衰减率，最终根据以下公式计算出熔断器额定电流值，具体为：
APU起动熔断器的额定电流值=APU起动最大稳定电流值/环境衰减率
根据APU起动电流可知，APU开始起动后，电流由0安培变化至245安培左右，持续约2秒左右，之后在20毫秒内由245安培左右瞬间增加至最大值1800安培左右，随后电流逐渐下降，当电流在500～600安培时，持续时间最长，达到11.21秒，其中在550A左右持续时间最长，故APU起动最大稳定电流值为550A。
当熔断器在25±5℃环境条件下使用，熔断器的额定电流值不受环境温度影响；在实际飞机使用中环境温度在-55～70℃之间，可参考温度-电流曲线图，得出环境衰减率，具体如图3所示。
图3
如图可知温度越高，熔断器的衰减率越小，在70℃环境下，衰减率为0.95，根据计算公式可知APU起动熔断器的额定电流值=550/0.95=579A，可选择APU起动熔断器的额定电流值为600A，并留有一定余量，因惯性熔断器最大额定电流无600A，故选择难熔熔断器。
最后需要考虑熔断器的使用寿命，根据计算公式可知，若需熔断器寿命不低于2000次，U值需不大于34%。经调研，目前市场上仅NB-600型熔断器满足指标要求，但经查该型熔断器环境适应性不满足飞机使用环境，所以需开展新熔断器的研制工作。
2.3新研熔断器的验证
在熔断器研制后，首先应通过计算验证新熔断器的U值是否能够满足不大于34%的要求。因熔断器为非精密器件，熔断时间差异较大，所以测试多支熔断器在2倍过载电流下的持续时间，时间最短为22.9秒，经计算熔断时间最短的熔断器U值为31.2%。为了更加真实验证该熔断器在实际APU起动电流情况下的耐冲击次数，在试验室使用电源模拟APU起动电流，并对熔断器进行冲击，经验证，熔断器经过3000次电流冲击考核后，熔断器外壳无破裂，具有电连续性。随后将熔断器安装在直流电源控制盒中，验证安装尺寸的符合性与原熔断器的互换性，经验证新研熔断器安装尺寸满足要求，并与原熔断器具有互换性。
二、熔断器攻关成效
原状态熔断器在故障发生后，根据计算及实际使用情况，在累计起动90次APU后，为保证使用的可靠性，需更换熔断器，大大增加了用户的维修时间。换装新熔断器后，其可靠性大大提升，经试验室验证，熔断器可承受APU起动冲击电流超过3000次，远远大于原熔断器指标；新研熔断器与原熔断器可原位换装，大大较低了外场的改进成本。改进前后熔断器的指标对比情况见表1。
表1
三、熔断器选型经验
熔断器作为供电系统的基础器件，虽然原理简单，经济价值低，但故障后对系统的影响较大。所以根据熔断器的故障隔离设计原则，即“该断时必断，不该断时不断”。
当电路中负载是容性或者感性负载时，如电动机、灯泡等，负载在接通和断开瞬间有浪涌和脉冲电流，其能量过大易造成熔断体熔断，这种电流本质上就是峰值很高的但持续时间很短的脉冲电流，普通的熔断器是无法抵抗浪涌电流的，若采用规格更大的熔断器，当电路过载短路时又起不到保护作用，这就是上文介绍的情况，此种情况若仅将熔断器的熔断曲线与负载的电流曲线进行对比，很难选择合适的熔断器，应综合考虑熔断器的耐冲击能力，即在电路中耐电流冲击的次数，应根据设计要求选择合适熔断器。
当电路中出现短路时，熔断器也一定要及时熔断保护电路不受损，若过分考虑不该断的因素，又会影响发生故障时未及时隔离掉的情况，此时应综合考虑熔断器的额定工作电流，应依据该电路长时间工作的稳定电流给出。
另外，根据机上熔断器配置情况，还应注意上下级熔断器匹配问题，存在上下级熔断器的供电架构中，熔断器除了可以保护线路的短路保护及严重过载保护，还可以隔离短路故障部位，达到部分线路故障不影响全机其他供电网络的目的，这就需要安装在各级汇流条、负载与汇流条之间的熔断器保护电流值和熔断时间相互协调配合，实现熔断器的熔断顺序由低到高逐级保护，此时应按照特性曲线法的要求，对上下级的熔断器安-秒曲线进行对比分析，选用的下级熔断在任何情况下应比上级熔断器熔断时间短，这样可以保证供电网络的分级保护逻辑的正确性。