[发明专利]一种飞机供电系统电缆多场耦合绝缘老化试验装置

说明书

一种飞机供电系统电缆多场耦合绝缘老化试验装置，属于机载供电系统电缆绝缘老化寿命测试技术领域。由电缆弯曲应力加载器、热应力加载程控式高低温交变试验箱、测试电缆可变位夹具、拉应力加载装置、绝缘电阻测量仪、力传感器、电气控制器和上位机PC组成。热应力加载程控式高低温交变试验箱与基座底板相连，测试电缆可变位夹具与拉应力加载装置相连，电缆弯曲应力加载器由测试线缆张紧于热应力加载程控式高低温交变试验箱内，绝缘电阻测量仪与拉应力加载装置安装板连接，测试电缆可变位夹具分别与拉应力加载装置安装板以及基座底板连接。本发明用于评估国产化航空装备电线电缆绝缘寿命，进而保障机载供电系统的可靠运行。

技术领域

本发明涉及一种飞机供电系统电缆多场耦合绝缘老化试验装置，用于评估国产化航空装备电线电缆绝缘寿命，进而保障机载供电系统的可靠运行，属于机载供电系统电缆绝缘老化寿命测试技术领域。

背景技术

随着现代航空科技技术水平的高速发展，飞机整体电气自动化水平显著提升，引入了各类先进的机载设备。目前绝大多数先进的机载设备均采用电能工作方式，各类输电电缆主要承担配电网内不同用电设备之间电能的传输和控制。飞机作为高度集成化的航空器，其机身狭小的空间内布置着线径不一，长度不等的各类配电电缆，包括交直流电源线、三项电源线和单项电源线等。由于航空电缆一般密封于狭小的机身内，工作环境比地面工业设备恶劣得多，因为飞机在飞行、使用与停放过程中，其周围气候条件十分复杂，温度变化剧烈，将加快电缆绝缘层的氧化进程，进而在电场的作用下加速绝缘层细小的裂纹的扩展。另一方面,由于飞机本身的结构限制和布线的空间的限制,电缆大多捆绑成一束弯曲穿梭于金属框架与蒙皮之间，当飞机飞行时长时间振动导致电缆承受交变机械应力,将加速电缆绝缘层的老化甚至断裂。Letromec公司的工程师曾对一架退役的波音747、A300、L-1011和两架DC-9的装机电缆进行检测，测试结果显示：L-1011每1000m电缆中就在13个绝缘老化裂纹，其中一架DC-9飞机的1000m电缆中存在1.6个绝缘老化裂纹。L-1011整机约有240km线缆，裂纹总数超过3000个。美国运输安全委员会(NTSB)1996年对环球航空公司800次航班坠毁事故的漫长调查后得出结论，事故的一个主要原因是电线短路火花造成其中心机翼油箱爆炸。美军曾对一架现役的P-3C反潜机装机线缆进行全方位检查，发现线缆老化现象严重，存在严重的潜在危险。据我国统计数据表明，2002年南方航空深圳维修厂执管的10架A320飞机中，就出现过多次线缆故障，为此而安排飞机停场维修、更换线缆十多次，影响了正常飞行运营。因此，电缆的绝缘材料逐渐老化乃至损坏是威胁飞机飞行安全的重大隐患。

航空电缆寿命模型的评估以及寿命预测方法研究均需以老化失效数据为基础，目前飞机供电系统上应用国产电线电缆缺乏有效的使用寿命预计手段，即便有少量的试验装置也主要仅限于单一影响因素下电缆老化试验，并不能客观全面地反映飞机供电系统配电网内电线电缆在实际工况环境下的老化进程。航空电缆绝缘老化过程并非某一影响因素单一作用，而是多种因素的影响下的结果，但各影响因素之间并非对等，其中关键因素对航空电缆的寿命起主导作用，其他因素起协同作用。因此，基于相似性原理，建立与电缆的实际老化过程匹配的实验环境，实现航空电线电缆老化寿命的合理表征，是十分重要的研究任务。

本发明针对飞机供电系统电线电缆多场耦合协同作用下老化试验需求，在符合工程实践的假定条件下，建立一个模拟热、机械、电场多物理场耦合的老化试验环境，从而降低单因素对老化寿命评估带来的偏差，使绝缘老化试验的评估结果更接近电缆的实际老化寿命，以保证机载供电系统电线电缆实际工作的可靠性。

发明内容

本发明的目的是为电缆使用寿命预计提供可靠试验手段，以保证国产化航空装备电线电缆在复杂耦合应力场下工作的可靠性，提出了一种飞机供电系统电缆多场耦合绝缘老化试验装置。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：