飞机电缆对电磁干扰的抑制分析

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  摘要: 飞机上很多系统存在复杂的电磁干扰现象,自然界的一些电磁效应也会对飞机产生电磁干扰,严重的甚至会导致飞机的安全事故,所以对电磁干扰抑制就显得尤为重要。本文主要介绍了飞机电缆的分类,并分析了各种电缆对电磁干扰的抑制作用。
  关键词:电磁干扰; 绞线;屏蔽线缆;同轴电缆
  当代飞机受电磁干扰问题的影响尤为突出。电磁干扰的产生主要有三个基本要素:干扰源、耦合电路、敏感体。要想使电磁干扰得到有效的控制,就要提高设备的电磁兼容能力。飞机上的各种电缆是信号传输的重要组成部分,这就需要合理的抑制干扰技术。例如,选择合理的接地点及接地方式;合理的布线、屏蔽、滤波等抑制技术。
  一、飞机电缆的种类
  飞机电缆是在绝缘层里有一根或多跟导线,外部有特殊的外保护层。不同的材料的外保护层、绝缘层及屏蔽层会使电缆有着不同的特性。常用的几种电缆结构有:
  (1)包有绝缘的单实芯线和多芯线;
  (2)多绞线,即线缆交叉扭绞在一起;
  (3)屏蔽电缆,在同一根屏蔽电缆里包有一根或多根各已绝缘的芯线;
  (4)同轴电缆,单根(或两、叁根)已絕缘的芯线包一层同轴结构的屏蔽网线。
  不同结构的电缆在飞机线路图中有着不同的符号,下图为B737飞机线路图中电缆的符号。
  二、电缆对电磁干扰的抑制
  对电磁干扰的抑制途径很多,比如电磁屏蔽、接地技术、滤波等等。飞机上不同的电缆对电磁干扰的抑制方法是不一样的,下面就几种常见的线缆进行分析。
  (一)绞线
  在飞机上常见的绞线为双绞线和三绞线,多数应用在一些信号线和电源线里。绞线有平衡的结构来抑制电磁干扰的感性耦合。绞线在电流回路线间缠绕成极性交错的耦合环,这就使电缆延其方向的局部耦合干扰彼此相互抵消。如图2所示,在绞线周围任意的一点P,该环路在此点产生的磁场被互相抵消,绞线有效的抑制了导线间的磁耦合。对此,不难看出在单位长度上绞线绞合的次数越多,那么就对电磁干扰的抑制力越强。在飞机上的绞线,绞合次数大约为每米30次。
  (二)屏蔽电缆
  屏蔽电缆对电磁干扰的主要抑制方法为电磁屏蔽。屏蔽电缆是以导电或导磁的材料制成屏蔽网,将电缆封闭起来,形成电磁隔离区,使电缆内部的电磁场不能影响到外部的设备,同理来自电缆外部辐射也不能影响到电缆。
  屏蔽网对内部和外部的电磁波有以下几种抑制方法:吸收能量、反射能量、抵消能量。当干扰的f为高频时,屏蔽网应该选用低电阻率的金属材料,因为这会形成涡流,将干扰产生的电场和磁场抵消掉,达到屏蔽的效果;当干扰的f为低频时,屏蔽网应该选用高磁导率的材料,这会使干扰的磁力线限制在屏蔽网的内部,防止扩散;如果要求对低频和高频都有很好的屏蔽作用,往往采用不同材料组成的多层屏蔽电缆。
  屏蔽电缆的屏蔽网接地施工是飞机维护人员经常要处理的施工。目前,在飞机上最常见的屏蔽网接地施工有四种:抽线法、金属环法、RSK屏蔽环法、焊锡管法。飞机上的接地方式是将飞机的外壳作为等位面,屏蔽接地可以使由于静电感应积累的电荷通过飞机外壳释放出去,合适的接地处理还可以给频率比较高的电磁干扰提供低阻抗通道,从而抑制了电磁干扰。
  (三)同轴电缆
  同轴电缆是一种特殊的屏蔽电缆,其是一种由两个导体组成的合成物,同轴电缆的中心导线用于传输信号,金属屏蔽网起了两个作用:一是作为信号的公共地线为信号提供电流回路,二是作为信号的屏蔽网,抑制电磁噪音对信号的干扰。中心导线与屏蔽网介于半发泡的聚丙烯绝缘层之间,绝缘层决定了电缆的传输特性,而且有效保护了中间的导线。同轴电缆广泛应用在飞机的通信导航设备中,用于实现信号的传输。
  飞机上同轴电缆的屏蔽网通常做成具有媒质填充的形式,可以是铁氧体或者其他类似的损耗材料。例如,在铁氧体的内部和外部镀上导电的银涂层,屏蔽网既有电损耗又有磁损耗,电缆中的损耗媒质具有很大的高频衰减,这就使同轴电缆对电磁干扰具有较好的高频抑制效果。
  三、结语
  电磁干扰是一直存在的,解决好飞机电缆的电磁防护是一项重要的系统工程。作为飞机设计制造及维修技术人员,必须理解和掌握这项技术,自觉执行相关的规范及标准,以保证飞机安全可靠的工作。
  参考文献:
  [1]王天顺.飞机电缆敷设——飞机设计.
  [2]刘铭光.飞机电器——中央广播电视大学出版社.
  作者简介:王超(1984),男,汉族,黑龙江哈尔滨人,硕士,讲师,研究方向:航空电子,高职教育。
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