航空电气系统绝缘故障分析

航空电气系统绝缘故障分析

李凯、何琦

航空工业陕西飞机工业有限责任公司 陕西汉中 723213

摘要：在当今社会，随着社会经济的发展，航空行业的发展成为人们关注的重点。而在航空行业发展的过程中，航空电气系统受到人们的重视，航空电气系统会出现绝缘故障，这主要是因为航空发动机经常在高温、高速等恶劣环境下进行工作，因此，导致内部的电气系统容易发生故障。电气系统绝缘性故障是航空电气系统常见的一种故障，因此，在对该故障进行解决时，工作人员需要对电气中的线路来进行分析，进而根据每种故障的特点，提出具有针对性的解决策略。本文则是根据航空电气系统绝缘故障所进行的一些分析，希望能够更好的促进航空电气系统的发展。

关键词：航空；电气系统；绝缘故障

电气附件是航空发动机的基本单元，但由于种类繁多，其运行管理涉及到的内容非常广泛。在对电气附件进行连接时，所使用的线路被称为电气附件线路。发动机体积较为庞大，因此，所使用的电气附件数量较多，并且内部的电气附件线路也存在复杂性，这也就导致了在发生故障时，相关工作人员要及时找出故障的位置存在很大难度。本文则是对常见的电气附件线路的绝缘性故障进行分类，并对每类故障进行了仿真模拟，进而得出线路发生故障的原因，并以此提出具有针对性的解决措施，进而提高飞机飞行的安全性。

一、航空发动机电气线路绝缘性故障原因

航空发动机工作环境恶劣，并且各个系统之间都是相互影响的，因此，相关工作人员要充分了解各个系统之间的关系，并协调好各个系统的正常运作。。对于发动机来说，高温、高速、高负荷等因素都会导致电路出现故障，线路的绝缘层被破坏也是有很多因素导致的。绝缘层被破坏，那么就会导致发动机出现故障，进而给飞机的正常飞行造成影响。电气线路的绝缘故障主要有以下两个特点，第一线路集中，因此导致线路出现挤压、摩擦等现象，进而导致线路的绝缘层出现损坏现象。第二，大面积的化学腐蚀、以及高温、高负荷等因素，则会导致线路出现老化现象。因此，在具体的工作中，相关工作人员需要对电路进行定时检修，避免线路出现老化现象，进而降低事故发生的概率。造成电气附件线路老化的原因主要有四种情况，分别是机械老化、化学腐蚀、热老化、电老化。
二、航空发动机电气附件线路绝缘故障种类

在具体的工作中，对于电线线路施工而言，其都有标准线路施工手册，因此，要严格按照要求来进行施工。在这些相关手册中，都要求电气附件的绝缘电阻最小值和电压值是固定的。通过研究表明可以发现，不同的发动机电气附件绝缘测点的测量方式是不同的，通常情况下，有两种方式，第一种是同一个电器附件的不同测点之间的测量方式，即Pin/Pin方式；第二种是同一个电气附件的测量点，与地面之间的测量方式，即Pin/Gnd方式。对于这两种方式的选择而言，要严格按照要求来进行选择，以便测量出准确数值，提高飞机正常运行的效率。

Pin/Pin（层间）绝缘故障。航空发动机电气附件较多，电线分布也较为紧密，因此，如果是距离较近的导线出现故障，相关工作人员并没有及时发现故障，那么就可能会导致线路之间产生电弧，进而导致火灾的发生。如果该位置处于油箱附近，那么就可能会导致飞机出现爆炸情况。

Pin/Gnd（对地）绝缘故障。电气附件线路的绝缘层会发生老化，那么，这时导线对地的绝缘电阻就会减小，因此，可能会因为电压穿击导致回流过大，使得绝缘层被烧毁，进而导致飞机无法运行。

三、航空发动机电气附件线路绝缘故障仿真

为了能够有效保证飞机的正常飞行，那么，相关工作人员就需要对绝缘故障进行仿真模拟，并根据模拟的效果，了解可能出现的故障，以及可能出现故障的位置，并根据实际情况提出具有针对性的解决措施，进而促进飞机的正常飞行。
（一）电气附件对地绝缘故障仿真

在电气附件的绝缘介质发生老化时，所产生绝缘故障的地方，对地电容是随着老化程度而不断加深的，因此，相关工作人员要及时了解绝缘故障所产生的位置。对地的绝缘电容是随着老化程度而不断减小的，因此，相关工作人员要对其规律进行充分了解，只有这样才能更好的解决故障问题。

在航空发动机电气附件绝缘介质中，如果某一处出现了绝缘老化现象，那么就可以发现发生故障的位置等效绝缘电阻以及等效绝缘电容的数值在不断变化。因此，相关工作人员可以对这两个数值进行固定，进而不断改变项圈对地的等效绝缘电阻，通过这一控制，相关工作人员可以得到绝缘处，电压和等效，绝缘电阻数值变化之间的关系。

如果绝缘故障所处位置的等效电容是固定的值，那么，相关工作人员可以对线圈对地的阻值进行改变，进而可以利用这一变化得出绝缘故障处电压与对地绝缘阻值之间的关系。

根据相关研究表明，如果绝缘故障处的电容值不相同，那么，电容就会随着电阻的变化而不断减小。绝缘故障处的电压存在着明显的过度变化时那么，通过观察可以发现，等效绝缘电阻变化不大。等效绝缘电阻的值继续变小，在出现拐点之后，绝缘故障处的电压会随着电阻的变化直线上升。由此可以发现，拐点对应的等效绝缘电阻的最小值可以看作判断电阻性能高低的标准。如果是等效绝缘电阻较大时，那么就可以把其看作是判断电气附件绝缘性能的标准。如果绝缘电阻值和拐点相等，那么就可以判断其出现了故障。如果等效绝缘电阻值不断减小时，对地电压值直线上升，那么就会发生电击直穿的现象。在飞机附件维修手册中对每一个电气附件的等效绝缘最小值都给出了详细的值。

（二）电气附件层间绝缘故障仿真

航空发动机电气附件长时间运行在高温、潮湿等环境中，那么就会对其造成不利影响。在化学、电场、等外力作用下，电气附件的绝缘层就会受到破坏，受到破坏就会导致性能下降，另外，绝缘层被破坏也会导致线圈之间出现导体裸露现象，进而造成两者之间的气体间隙被击穿，发生电弧现象。

在通常情况下，航空发动机内部所使用的幅值是固定的，交流电的频率也是固定的。如果发生故障，那么，两个线圈之间的绝缘值等效就会发生改变，进而导致电弧故障产生，使得飞机无法正常飞行。

如果发动机电气附件中线圈的绝缘层发生了严重损坏，那么绝缘故障就相当于无法运作，出现短路现象。在这种情况下，等效绝缘电阻的阻值相当于零，得到电流之后也无法正常运作。

在发动机电气附件中的线圈绝缘正常时，没有渐层绝缘故障的，而在这种情况下，等效绝缘电阻兆欧的级别等效绝缘电阻的阻值，趋向于无穷大。

在具体的工作中，相关工作人员通过研究可以发现，如果不断减小等效绝缘电阻的阻值，那么，仿真线圈之间就会出现绝缘老化现象。通俗来讲就是电阻的阻值从无穷大不断减小，进而出现绝缘老化现象的产生

结论：

总而言之，随着社会经济的发展，航空行业的发展成为人们关注的重点。而在航空行业发展的过程中，航空电气系统受到人们的重视，航空电气系统会出现绝缘故障，为了能够更好的促进航空行业的发展，相关单位对故障检测方法进行研究。通过研究发现，航空发动机，电气线路绝缘问题，并对其进行分类。通过对模型的仿真，而研究出具有针对性的解决措施，以此来促进航空行业的发展，以及航空电气系统绝缘故障的解决对策。
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