应用技术 Ｉ■ 浅谈电缆敷设问题 张舂亮 （沈阳飞机工业（集团）有限公司辽宁沈阳 ｌ １００００） ［摘要］电缆敷设是影响飞机系统电磁兼容性的一个重要因素。本文从电磁兼容方面对电缆的安装设计进行了分析，介绍了电线电缆的电磁兼容性分类与 布线要求，对电缆接地的电磁兼容性技术进行了阐述，并讨论了电缆屏蔽层的接地方式、接地点对电磁耦合的影响。 ［关键词］电磁兼容性；电磁干扰；电缆敷设；电磁耦合 中图分类号：Ｘ３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１４）３４—０２１６－Ｏ１ １电磁千扰 在机载电子设备工作时，由于电磁场相互耦合，会造成很大的相互干扰，飞 机上产生电磁干扰的机理异常复杂，有磁场耦合、电场耦合、传导干扰和辐射干 扰等。干扰源产生的电磁干扰可以通过多种途径把干扰耦合到其他设备上。 ２电磁兼容性 电磁兼容性是指系统、分系统、设备在共同的电磁环境中具有能协调完成 各自功能的共存状态，即设备、分系统、系统不会由于处于同一电磁环境中受到 其它设备的电磁辐射而导致性能降低或发生故障；也不会由于自身的电磁辐射 使处在同一电磁环境中的其它设备、分系统、系统产生不允许的性能降低或故 障。 电磁兼容性是电子系统和设备的重要性能指标，它可分为系统间及系统内 电磁兼容两类。系统间的电磁兼容性指各系统共处于一定的电磁环境中，完成 各自独立的功能，而没有电磁危险和功能降低的状态。影响系统间电磁兼容性 的主要因素是信号及功率传输系统与天线之间的耦合。系统内的电磁兼容性指 系统内的分系统、设备、部件之间存在着电磁兼容性。影响系统内电磁兼容性的 因索有传导耦合和辐射耦合。其耦合形式有电缆之间的电感、电容、电场及磁场 耦合ｌ系统内公共阻抗耦合，设备机壳之间、电缆与机壳之间的耦合和天线间的 辐射耦合等。 解决好电磁兼容性的问题是一项系统工程，应该在设备和系统设计、研究、 生产、使用与维护的各阶段充分予以考虑和实施才可能有效。电磁兼容性的设 计和研究就是从分析干扰源、干扰传播途径以及被干扰对象出发，根据工程要 求采取有效措施抑制干扰源，消除干扰耦合，减少不希望的发射，消除或减弱干 扰耦合，增强敏感设备的抗干扰能力。这就要利用各种抑制技术，包括合适的接 地，良好的搭接，合理的布线，屏蔽、滤波和限幅技术等。 ３电缆敷设的电磁兼容性设计 电气设备按电磁兼容性要求在成品厂进行设计后，机上设备之间的电缆敷 设将是影响飞机系统电磁兼容性的一个重要因素。因此，主机所对装机电缆进 行设计时，应进行电磁兼容性方面的考虑。由于电子设备及传输信号的种类很 多，布线不当将造成很大的电磁干扰 电缆是传输信号的重要途径，同时也给干 扰信号通过耦合进入系统提供了载体，大多数导线间的电磁耦合发生在同一束 电缆中。 （１）电线特性分析 飞机上使用的电线种类很多，而且各自的特点也不相同，只有清楚了解它 们的特性才能很好地对电缆敷设进行设计。下面介绍几种典型的电缆线： 扭绞线：扭绞是电线交叉的一种形式。在飞机上常采用扭绞所具有的平衡 结构来控制电缆敷设引起电磁干扰信号的感性耦合。 屏蔽线：电缆间的耦合主要是近场耦合，电缆屏蔽是减少耦合的一种有效 办法。对于感性耦合，屏蔽的机理主要是依靠高导磁材料所具有的小磁阻起磁 分路作用，也就是由屏蔽体为磁场提供一条低磁阻通路，使屏蔽层内部空间的 磁场大大减弱。因此，可用高导磁材料把干扰源散发的磁通与感应回路隔离开 来，并能把部分通向感应回路的交链磁通反射掉。电缆屏蔽可减小电线间的耦 合电容，并可以增大旁路电容。 同轴电缆：它是非平衡电线，具有均匀的特性阻抗和较低的损耗，广泛用于 高频信号的传输。其差模干扰可分成两部分：一是场对电缆的干扰，使电缆表层 产生干扰电流；二是由于电缆的转移阻抗使表面电流转换为差模电压，作用在 放大器或逻辑电路的输入端，经过这一过程使外界的干扰电平得到较大幅度的 衰减 （２）电线电磁兼容性的分类与布线要求 ２１６｛科技博览 飞机上的主要电线可分为一次电源线、二次电源线、控制线、低电平敏感 线、隔离线和系统布线。一次电源线足与交流电动机、照明系统等电气负载连接 的交流电源线和直流电源线。这类电线一般不需要屏蔽，可采用扭绞形式，以降 低磁场耦合，和其他电线要保证有１５ｃｍ的间距。 二次电源线指电子、仪表与电源的布线，传输５ＫＶ以内的二次直流电压的 电线也属此类，一般可采用扭绞非屏蔽线，以使辐射或感应磁场的耦合降到最 低，但对射频敏感的放大器供电线，则需屏蔽。除与一次电源线外，此类线的敷 设应与其它线之间保证有７．５ ｃｍ的间距。 连接到短时间工作的设备和部件的电线为控制线，它与电源线之间要有１５ ｃｍ的间距，与其它电线应有７．５ ｃｍ的间距。敏感设备所使用的电线电缆为低 电平敏感线，需要屏蔽处理，以避免外部电磁场的干扰和内部电磁场的辐射。 （３）电缆敷设的需求 在机上敷设电缆时，由于空间等条件的限制，布线可能无法满足理想的间 距要求，但应限制在一定的范围内，以满足电磁兼容性的要求。在机上安装电缆 时，需注意以下几点： ａ）接收设备高频电缆和发射设备高频电缆应在机身顶部和下音阱目对安装； ｂ）导线组在机身左右侧平行安装， ｃ）电缆通过减轻孔前、后应保持一定的间距， ｄ）电源线不与敏感线和隔离线捆扎在一起， ｅ）连接器最好采用同类电线，隔离线、敏感线不应和电源线、控制线共用 连接器， ｆ）信号线和其回线应安置在相邻插针上， ｇ）输入、输出信号线不应捆扎在一起； ｈ）交流供电线和其它电缆、高电平控制线和低电平敏感线应分开固定。 （４）电缆敷设的接地要求 。 接地是电子设备工作中必须采取的技术措施。接地设计对各种干扰的影响 是很大的，因此在电磁兼容领域中，接地技术至关重要，其中包括接地点的选 择、电路组合接地的设计和抑翩接地干扰措施的合理应用等。接地为电路提供 零电位参考点，并为干扰电压提供低阻抗通路，使系统达到稳定工作的目的 屏 蔽接地可取得良好的电磁屏蔽效果，达到抑制电磁干扰的目的。一个接地系统 的有效性，取决于减少接地系统的电位差和地电流的程度。一个不成功的接地 系统，往往使这些杂散寄生阻抗的电压、电流耦合到电路、分系统或设备中去， 从而减弱屏蔽效度。在接地时，要求接地线具有较小的电阻和电感，并且要短、 粗或离开地面要低。改变接地线的截面形状，可改变它的射频阻抗。在截面积相 同时，扁平电缆的射频阻抗比圆形的要低，其相邻导体间分布电容要小，可减少 传输线间的耦合和串扰，所以它是较好的高频接地线，同时，它也适合低频线 路，接地线的长度应小于四分之一波长（ ），线的长度则要看通过接地线的电流 大小，以及允许在接地线上产生的电压降而定。如果电路对电压降很敏感，则接 地线长度不得超过０．０５ ，如果不敏感接地线可到０．１５ 。 ４结束语 随着用电设备的增多，机上电磁兼容环境变得很恶劣。电子设备通过电缆 进行交联，电缆既是传输信号的通道，又是电磁干扰耦合的重要途径，因此，机 上电缆敷设的电磁兼容性设计尤为重要，一定要根据实际情况，合理设计电缆 的敷设通道、接地方式和接地点，以减小电磁干扰对飞机系统的影响。 参考文献 ［１】杨克俊．电磁兼容原理与设计技术［Ｍ】．北京：人民邮电出版社，２０１３． ［２】阮立刚，蔡林，肖乾，王莉．航空电线问串扰的分析［Ｊ１．民用飞机设计与 研究．２０１０（０２）．
