电缆屏蔽材料的种类及应用
来源:用户上传
作者:
摘 要：飞机承载了人们的生命安全，而飞机电缆作为其重要的线路部件之一，选取合理的电缆屏蔽材料对于飞机的稳定运行至关重要。本文首先对飞机电缆的内容进行了介绍，然后对飞机电缆采用的主要屏蔽材料进行了阐述，最后对飞机电缆的屏蔽方式进行了分析，旨在为飞机电缆屏蔽材料的研究提供有利的参考方向。关键词：飞机；电缆；屏蔽材料DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.09.1801 飞机电缆概述
为了保证飞机的运行安全，飞机电缆的抗电磁干扰能力较高，因此，飞机电缆与其他电缆在材料方面存在较大差异，同时，飞机电缆不但具有较为特殊的绝缘层设计，而且其外部保护层的抗干扰和防腐蚀能力极强。
一般来说，飞机电缆主要包括绝缘芯线、多绞线、屏蔽电缆和同轴电缆四种，这四种电缆所采用的材料不同且具有不同的抗电磁干扰的方式。多绞线是飞机电缆中最常用的一种，其结构较为简单但具有均匀抵消电磁干扰的能力，通常来说，它的绞线的绞合程度越高，所达到的屏蔽效果更好；屏蔽电缆的内部材料具有导电或导磁的功能，从而构建屏蔽网并实现最佳的抗磁干扰效果；同轴电缆中存在金属屏蔽网，这主要是由于其具有材料填充的内部形式，不但有利于信号的传输，而且大大提升了屏蔽效果。2 飞机电缆屏蔽材料的种类2.1 半导电高分子材料
我们通常将电阻率在一定范围内具有一定等级的屏蔽性能的材料叫做半导电高分子材料，其分类的标准是内在材料的导电原理，材料本身具有导电性能的被称之为结构型，而通过填料的方式来实现屏蔽干扰的被称之为复合型。无论是结构型还是复合型半导电高分子材料均是飞机电缆主要采用的屏蔽材料之一，这是因为半导电高分子材料不但可以屏蔽电磁干扰，而且对于其他自然损坏的抵抗能力也是极强的，尤其是抗雷击的能力使其在飞机电缆中得到了较为广泛的应用。如上文所述，半导电高分子材料在飞机电缆中的应用具有较大的优势，但是其制作工艺较为复杂且所需费用较大，因此，半导电高分子材料具有需要较高成本但屏蔽效果更好的特点。2.2 金属丝编织防波套
金属丝编织防波套主要是指应用金属丝作为主要材料形成屏蔽网来实现抗磁干扰的电缆屏蔽材料。在飞机电缆中，编织防波套的屏蔽材料所用的金属丝多为铜包铝丝，这一材料选择方式主要是为了提升电缆的屏蔽性能，同时，不同用途的飞机电缆所采用的金属丝编织防波套的内部结构也不同。一般来说，多层编织的效果要优于单层编织，而覆盖面积和编织角度成反比关系，也就是说要提高屏蔽性能就要缩小编织角度并加大覆盖面积。总之，金属丝防波套在飞机电缆中的有效应用可以起到良好的屏蔽电磁干扰的效果。2.3 导电涂料
导电涂料的用途主要是通过形成涂层的方式来实现电缆保护，其中最为常用的填料包括碳粉和金属粉两种，而金属粉的稳定性不佳，碳粉的分散性较强，所以，单一的导电填料无法实现理想的屏蔽涂层，一般采用多种导电涂料综合使用的方式来形成涂层。通常来说，建立导电涂层时会以成本较低的填料涂层为基础，再依照导电性能的次序逐层添加抗干扰能力较强的材料，从而形成稳定性高且屏蔽性能好的导电涂层。由此可见，导电涂层具有操作简单和节省成本的发展优势，但是其稳定性和抗干扰能力有待提升。3 飞机电缆的屏蔽方式3.1 低频电缆屏蔽层的接地
低频电缆在飞机电缆中的占比最高，不同频率的电缆如果遇到多个接地点，则会产生较多的噪声电流，不利于整个屏蔽层实现良好的抗干扰效果。如果要采用单点接地的屏蔽方式，就一定要保证电流可以在屏蔽层内自行抵消，这样才能保证干扰电流留在屏蔽层内，从而有效避免电磁干扰。
由于受到飞机组件的外部接地方式的影响，飞机电缆内部的屏蔽方式往往会采用两点接地的方式，这主要是因为两点接地的屏蔽方式可以将电缆内部磁场返回的电流导出，从而降低电流干扰的强度。由此可见，飞机内低频电缆的屏蔽方式主要为单点接地和两点接地。3.2 高频电缆屏蔽层的接地
高频电缆中容易出现杂散电容的问题，严重影响到高频电缆中正常的电流传输，而单点接地和两点接地的方式无法有效解决这一问题，因此，在飞机的高频电缆中应该采用多点接地的屏蔽方式。在高频电缆中线路内部的干扰电流存在多种频率且存在表面集中的特点，直接导致其干扰效果加倍，不利于整个线路的正常运行，而多点接地的方式可以将屏蔽层内的阻抗降低，减少噪声电流的干扰，从而提升整体的屏蔽效果。3.3 雙层屏蔽的接地
除了高频和低频电缆的屏蔽层之外，飞机电缆中还存在双层屏蔽的情况。一般情况下，双层屏蔽是在内层采用单点接地的方式，在外层采用多点接地的方式。由此可以看出，双层屏蔽的关键是在屏蔽层内外构成不同的电位值，这主要是因为电位差的存在可以降低屏蔽层内的阻抗，使屏蔽性能得到提升。与单层屏蔽不同的是，双层屏蔽的内层不存在噪声电流，其抗干扰性能主要由屏蔽外层来实现。4 结语
飞机电缆的屏蔽材料最重要的作用之一是将电磁干扰的程度降到最低。本文主要通过对飞机电缆的屏蔽材料和屏蔽方式的研究得出相应结论。笔者认为，半导电高分子材料和导电涂层这两种屏蔽材料在飞机电缆中的应用可以有效降低电磁干扰，而飞机电缆的单层屏蔽和多层屏蔽的接地方式均可达到在屏蔽层内部将干扰电流进行抵消的目的，从而有效屏蔽电磁干扰。参考文献：[1]王超.飞机电缆对电磁干扰的抑制分析[J].科技风，2018（17）：188.[2]牟春宇.飞机电缆屏蔽层接地可靠性测试方法研究[D].中国民航大学，2015.[3]王晓东，宣天鹏.电缆屏蔽材料的种类及应用[J].安全与电磁兼容，2015（01）：76-79.[4]王天顺，刘叔伦.飞机电缆敷设[J].飞机设计，2003（02）：36-40+54.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14700457.htm
