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摘要：随着电子技术的迅猛发展，大量电子设备被运用于民用飞机中，飞机中的配电系统起到了越来越大的作用。文章主要介绍了正确选择配电网中保护装置的基本要求以及常用的电路保护装置熔断器和断路器的类型、工作原理及选用方法等内容。
关键词：民用飞机；配电网电；路保护装置；熔断器；断路器
中图分类号：V242 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）15-0078-02
1 概述
随着电子技术的迅猛发展，大量电子设备被运用于民用飞机中，如通讯导航设备、大功率发电机等，为使飞机各系统正常安全地运行，飞机中的配电系统起到了越来越大的作用。但随着飞机使用年限的增加，电控元件、电气设备等不可避免地出现绝缘体老化和机械损伤等问题，这些因素均有可能使电网发生短路或过载现象。如何将对发生故障的部件、区域进行快速准确的隔离，切除故障，保证飞机的供电网路及飞机中未发生故障的部件能够正常运行，是飞机配电网路设计者应解决的问题。
在飞机配电网路设计中，根据实际情况合理选择正确保护装置，是民用飞机中解决上述问题的有效方法。
2 正确选择配电网中的保护装置
2.1 选用的基本要求
可靠性：当电网出现短路或非正常工作状态，保护装置应正确可靠地工作。
选择性：保护装置只切除电网中发生故障部分，保证其他配电网路正常运行。
快速性：保护装置应迅速切除故障部分，以防止事故扩大，降低危害程度。
灵活性：是指在其保护范围内对所出现的故障或不正常工作状态的反应能力。
稳定性：保护装置应简单、可靠、使用维护方便，能够适应飞机工作环境发生变化。
2.2 选用的原则
（1）电网路各段均应设保护装置，使线路上的短路与过载不引起严重的后果和妨碍有关电路的正常工作。
（2）为满足可靠性、易损性的要求，必要时可采用多路馈线。为使易损性降到最低，余度供电电路和部件应隔开布线与安装。
（3）配电网路的保护装置应有选择性，应使保护装置动作后失去供电的设备最少，本级保护装置在上一级保护装置动作之前启动。保护装置的选择性可根据安秒特性曲线选择和确定。
（4）配电网路的保护应与发电系统的保护相协凋，保护装置工作应可靠、结构简单、重量轻、体积小。
3 配电网中常用的保护装置
现代民用飞机中配电网路中常采用的保护装置有熔断器、断路器等。熔断器、断路器的种类很多，在电路中起的作用也不一样，应根据实际情况选取适合的保护装置，否则不仅不能起到保护作用，还会发生误保护，影响飞机设备正常工作。
3.1 熔断器
熔断器的工作原理是当电路中发生过载或短路故障时，通过熔断器的电流迅值速增大，产生的热量使温度达到熔体金属的熔点，金属被熔断，切点供电线路，隔离故障。熔断器在过载延时保护中，具有反延特性；在短路瞬时保护中，具有瞬时保护特性，有较高的分断能力和较低的过电压能力。熔断器结构简单，广泛用于民用飞机中电流值较大的直流系统中。
熔断器分为难熔、惯性、普通型。难熔熔断器常用于电源电路中。惯性熔断器能承受短时大电流的冲击又能迅速分断短路电流和长时间过载电流，主要用于有感性负载等能产生瞬间冲击电流的配电支路。普通熔断器适用于除感性等冲击负载以外配电支路。从延时特性比较，难熔的高于惯性熔断器，惯性的高于普通熔断器。
熔断器的选取：（1）熔断器额定电压不得小于被保护电网额定电压；（2）熔断器额定电流不得小于被保护对象的额定电流，并考虑环境温度的影响；（3）熔断器断流能力不得大于被保护电网短路电流；（4）熔断器安秒特性应位于被保护对象过载特性之上、损伤特性之下，在被保护对象损伤前动作。匹配性如图1所示；（5）飞机配电网路中，对于可能存在过载后强制使用的用电设备一般不选用熔断器，通常选用断路器自动保护装置（具体说明见3.2中的论述）。
3.2 断路器
断路器主要用于飞机交直流电网过载或短路时保护电路，能手动接通和断开，具有开关和保护电路的双重作用。断路器由一组或几组触点组成，在电路正常时处于闭合状态。用物理方法可使断路器断开电路，此方法多用于设备隔离或飞机维修。断路器在排除故障后可重新使用操作方便，在飞机上得到广泛运用。
断路器按工作原理分为热式断路器、磁式断路器、热磁式断路器等；按照操作方式分为扳动式断路器和按拔式断路器。按故障后的动作分为自由脱扣和非自由脱扣；按照极数可分为单极断路器和多极断路器。
按工作原理进行说明：
（1）磁断路器是利用电磁脱扣原理进行工作，在过载条件下可自动断开电路。
（2）热断路器是基于电流的热效，当通过触点电流达到预定值，热效应使双金属片或热膨胀丝发生变形，驱动锁定机构，在机械力作用下强迫断开触点，保护系统
电路。
（3）热-磁断路器具有温度补偿结构，利用双金属热敏元件在过载电流下产生位移，使动作机构脱扣断开电路；利用铁心、线圈和衔铁组成的电磁机构在电路出现短路时瞬时脱扣断开电路。
断路器的选取：断路器的用途与熔断器一样，在选择上对额定电压、额定电流、断流能力及负载特性匹配等方面均可参照熔断器进行选择，但由于断路器是由一组或几组触点组成，因此在选择时需要注意以下方面：
（1）断路器的级数应与电路中用电设备相匹配，一般在三相交流电路中，若三相用电设备中的一相故障后设备不能维持工作，则应选用三相断路器；反之，可选用三个单相断路器。
（2）断路器触点的脱开特性应与馈电线中脱开机构如开关盒、继电器触点相协调。在故障状态下触点必须承载故障电流直到断路器脱开。 （3）根据被保护对象使用特点，在过载情况下允许强制接通的用电设备，如起落架系统，可选用非自由脱扣断路器；对于过载或短路时引起爆炸、燃烧危险等用电电路，如燃油泵控制电路等，应选用自由脱扣断路器。
4 实例说明
4.1 熔断器选用
设电压为28V，各负载同时工作，进行熔断器的
选择。
（1）熔断器②的选取，计算电动机1额定电流：
因为是电动机负载，所以②选用10A惯性熔断器。
同理计算用电设备额定电流为4.3A，③选用5A普通熔断器；电动机2额定电流为7.1A，④选用10A惯性熔断器。
（2）熔断器①的选取，计算总电流：
该线路主要用电设备为电动机，因此选择惯性熔断器。线路中电流I1=20.7A，应选用30A惯性熔断器，但对小倍数过载不利。按选择性分断配合要求，下一级为10A惯性熔断器，上一级可选用20A惯性熔断器；另外，总电流20.7A是20A的1.03倍，而惯性熔断器的最大不熔化电流按标准规定大于1.25倍额定值。
综合考虑①选用20A惯性熔断器满足使用要求。
4.2 断路器选用
以液压系统为例，液压泵采用三相异步电动机，额定容量P为7600VA，起动时最大冲击电流为：
按照断路器能承载的额定电流为被保护设备的1.5～2倍，可选择额定电流为35A的断路器，断路器应承受电动机启动时的冲击电流而不会误动作。另外在紧急情况下，电动泵可短时维持工作状态，应选择具有可强制接通的断路器；考虑电动机工作环境，可选用温度补偿型。
三相异步电动机不能单相供电工作，因此需选用可靠性较高的三相断路器。
综上所述，选取额定电流35A、非自由脱扣，温度补偿热-磁型三相断路器。
5 结语
电路保护装置在民用飞机配电系统中的作用越来越大，在进行飞机配电网路设计时，应综合考虑多种因素，正确合理地选用适合的保护装置，最大限度减少故障的发生，降低故障覆盖范围，为保证民用飞机的安全、可靠提供更好的供电环境。
参考文献
[1]熊贤鹏，赵德，吉林伟，等.航空电气使用手册
[M]洪都航空集团公司，2003.
（责任编辑：周加转）
关键词：民用飞机；配电网电；路保护装置；熔断器；断路器
中图分类号：V242 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）15-0078-02
1 概述
随着电子技术的迅猛发展，大量电子设备被运用于民用飞机中，如通讯导航设备、大功率发电机等，为使飞机各系统正常安全地运行，飞机中的配电系统起到了越来越大的作用。但随着飞机使用年限的增加，电控元件、电气设备等不可避免地出现绝缘体老化和机械损伤等问题，这些因素均有可能使电网发生短路或过载现象。如何将对发生故障的部件、区域进行快速准确的隔离，切除故障，保证飞机的供电网路及飞机中未发生故障的部件能够正常运行，是飞机配电网路设计者应解决的问题。
在飞机配电网路设计中，根据实际情况合理选择正确保护装置，是民用飞机中解决上述问题的有效方法。
2 正确选择配电网中的保护装置
2.1 选用的基本要求
可靠性：当电网出现短路或非正常工作状态，保护装置应正确可靠地工作。
选择性：保护装置只切除电网中发生故障部分，保证其他配电网路正常运行。
快速性：保护装置应迅速切除故障部分，以防止事故扩大，降低危害程度。
灵活性：是指在其保护范围内对所出现的故障或不正常工作状态的反应能力。
稳定性：保护装置应简单、可靠、使用维护方便，能够适应飞机工作环境发生变化。
2.2 选用的原则
（1）电网路各段均应设保护装置，使线路上的短路与过载不引起严重的后果和妨碍有关电路的正常工作。
（2）为满足可靠性、易损性的要求，必要时可采用多路馈线。为使易损性降到最低，余度供电电路和部件应隔开布线与安装。
（3）配电网路的保护装置应有选择性，应使保护装置动作后失去供电的设备最少，本级保护装置在上一级保护装置动作之前启动。保护装置的选择性可根据安秒特性曲线选择和确定。
（4）配电网路的保护应与发电系统的保护相协凋，保护装置工作应可靠、结构简单、重量轻、体积小。
3 配电网中常用的保护装置
现代民用飞机中配电网路中常采用的保护装置有熔断器、断路器等。熔断器、断路器的种类很多，在电路中起的作用也不一样，应根据实际情况选取适合的保护装置，否则不仅不能起到保护作用，还会发生误保护，影响飞机设备正常工作。
3.1 熔断器
熔断器的工作原理是当电路中发生过载或短路故障时，通过熔断器的电流迅值速增大，产生的热量使温度达到熔体金属的熔点，金属被熔断，切点供电线路，隔离故障。熔断器在过载延时保护中，具有反延特性；在短路瞬时保护中，具有瞬时保护特性，有较高的分断能力和较低的过电压能力。熔断器结构简单，广泛用于民用飞机中电流值较大的直流系统中。
熔断器分为难熔、惯性、普通型。难熔熔断器常用于电源电路中。惯性熔断器能承受短时大电流的冲击又能迅速分断短路电流和长时间过载电流，主要用于有感性负载等能产生瞬间冲击电流的配电支路。普通熔断器适用于除感性等冲击负载以外配电支路。从延时特性比较，难熔的高于惯性熔断器，惯性的高于普通熔断器。
熔断器的选取：（1）熔断器额定电压不得小于被保护电网额定电压；（2）熔断器额定电流不得小于被保护对象的额定电流，并考虑环境温度的影响；（3）熔断器断流能力不得大于被保护电网短路电流；（4）熔断器安秒特性应位于被保护对象过载特性之上、损伤特性之下，在被保护对象损伤前动作。匹配性如图1所示；（5）飞机配电网路中，对于可能存在过载后强制使用的用电设备一般不选用熔断器，通常选用断路器自动保护装置（具体说明见3.2中的论述）。
3.2 断路器
断路器主要用于飞机交直流电网过载或短路时保护电路，能手动接通和断开，具有开关和保护电路的双重作用。断路器由一组或几组触点组成，在电路正常时处于闭合状态。用物理方法可使断路器断开电路，此方法多用于设备隔离或飞机维修。断路器在排除故障后可重新使用操作方便，在飞机上得到广泛运用。
断路器按工作原理分为热式断路器、磁式断路器、热磁式断路器等；按照操作方式分为扳动式断路器和按拔式断路器。按故障后的动作分为自由脱扣和非自由脱扣；按照极数可分为单极断路器和多极断路器。
按工作原理进行说明：
（1）磁断路器是利用电磁脱扣原理进行工作，在过载条件下可自动断开电路。
（2）热断路器是基于电流的热效，当通过触点电流达到预定值，热效应使双金属片或热膨胀丝发生变形，驱动锁定机构，在机械力作用下强迫断开触点，保护系统
电路。
（3）热-磁断路器具有温度补偿结构，利用双金属热敏元件在过载电流下产生位移，使动作机构脱扣断开电路；利用铁心、线圈和衔铁组成的电磁机构在电路出现短路时瞬时脱扣断开电路。
断路器的选取：断路器的用途与熔断器一样，在选择上对额定电压、额定电流、断流能力及负载特性匹配等方面均可参照熔断器进行选择，但由于断路器是由一组或几组触点组成，因此在选择时需要注意以下方面：
（1）断路器的级数应与电路中用电设备相匹配，一般在三相交流电路中，若三相用电设备中的一相故障后设备不能维持工作，则应选用三相断路器；反之，可选用三个单相断路器。
（2）断路器触点的脱开特性应与馈电线中脱开机构如开关盒、继电器触点相协调。在故障状态下触点必须承载故障电流直到断路器脱开。 （3）根据被保护对象使用特点，在过载情况下允许强制接通的用电设备，如起落架系统，可选用非自由脱扣断路器；对于过载或短路时引起爆炸、燃烧危险等用电电路，如燃油泵控制电路等，应选用自由脱扣断路器。
4 实例说明
4.1 熔断器选用
设电压为28V，各负载同时工作，进行熔断器的
选择。
（1）熔断器②的选取，计算电动机1额定电流：
因为是电动机负载，所以②选用10A惯性熔断器。
同理计算用电设备额定电流为4.3A，③选用5A普通熔断器；电动机2额定电流为7.1A，④选用10A惯性熔断器。
（2）熔断器①的选取，计算总电流：
该线路主要用电设备为电动机，因此选择惯性熔断器。线路中电流I1=20.7A，应选用30A惯性熔断器，但对小倍数过载不利。按选择性分断配合要求，下一级为10A惯性熔断器，上一级可选用20A惯性熔断器；另外，总电流20.7A是20A的1.03倍，而惯性熔断器的最大不熔化电流按标准规定大于1.25倍额定值。
综合考虑①选用20A惯性熔断器满足使用要求。
4.2 断路器选用
以液压系统为例，液压泵采用三相异步电动机，额定容量P为7600VA，起动时最大冲击电流为：
按照断路器能承载的额定电流为被保护设备的1.5～2倍，可选择额定电流为35A的断路器，断路器应承受电动机启动时的冲击电流而不会误动作。另外在紧急情况下，电动泵可短时维持工作状态，应选择具有可强制接通的断路器；考虑电动机工作环境，可选用温度补偿型。
三相异步电动机不能单相供电工作，因此需选用可靠性较高的三相断路器。
综上所述，选取额定电流35A、非自由脱扣，温度补偿热-磁型三相断路器。
5 结语
电路保护装置在民用飞机配电系统中的作用越来越大，在进行飞机配电网路设计时，应综合考虑多种因素，正确合理地选用适合的保护装置，最大限度减少故障的发生，降低故障覆盖范围，为保证民用飞机的安全、可靠提供更好的供电环境。
参考文献
[1]熊贤鹏，赵德，吉林伟，等.航空电气使用手册
[M]洪都航空集团公司，2003.
（责任编辑：周加转）