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飞机EWIS线缆间串扰耦合分析(二)——飞机线缆间距要求是指线芯间距还是绝缘层间距?
进行飞机电气线路互联系统隔离设计时,飞机设计人员需要定义不同类型线缆的最小安全隔离距离,这个过程主要考虑四个因素:
1) 线缆之间的电磁耦合;
2) 潜在的电弧影响;
3) 线缆功能及余度;
4) 潜在受扰设备的安全阈值。
下图是国外某公司EWIS安全隔离距离获取流程,其核心也是在回答这四个问题。
在您参考国内外某些飞机型号EWIS设计准则时,常常会看到类似下图的设计规定。即不同EMC类型线缆的最小安全隔离距离。
那么,您是否考虑过,这些隔离距离要求,是指相邻线缆绝缘层之间的距离呢?还是线缆线芯之间的距离呢?
回答这个问题,需要回归到隔离距离的获取过程。
刚刚讲到,线缆最小安全隔离距离的获取,需要考虑四方面的内容,而需要做大量仿真与试验工作的,是前两个方面,即线缆之间的电磁耦合,以及电弧的影响分析。
往期回故:
飞机电气线路互联系统(EWIS)线缆串扰耦合分析专题(一)——研究前提与影响因素
可以看出,线缆之间的电磁耦合,与很多参数有关,其中与线缆间距直接有关的参数是平行线缆的分布参数(使用等效电路或MTL理论分析)。分布参数的计算公式,可以在很多书籍或手册中获取。
此为分布电容(单位长度线缆)的计算方法,需要注意的是,此图中只有导体信息,无绝缘层信息。
可以看出,对比平行双导线,其分布参数与线缆线芯的隔离距离有关,与导体的直径有关,与介质介电常数有关。
对于电弧影响分析,考虑重点则完全不同。国内外的试验或研究机构,进行线缆电弧试验或仿真时,主要考察电弧被触发后,对临近线缆绝缘层的破坏影响。这就需要考虑线缆绝缘层的间距(准确的说,是电弧发生源线缆的线芯导体与受破坏线缆的绝缘层之间的距离)。
评估电弧的破坏影响,要分析电弧发生的机理、类型、位置、持续时间,进而判断出电弧能量大小,而对电弧目标物来说,主要是评估电弧产生后,由于能量传递而对目标物材料的破坏程度,此处可使用有限元分析进行建模,详情后续文章再进行阐述。
小结:
1线缆隔离距离的定义,到底是线芯间距或者绝缘层间距,没有定论。要分析线缆间电磁耦合及电弧影响的机理,通过仿真及试验,得出安全隔离距离值;
2在EWIS设计规范中,要对此问题给出清晰的定义,使EWIS DMU 设计人员或DMU checker,明确EWIS建模的隔离要求。
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