隨著多電全電飛機的不斷發(fā)展,機上電氣系統(tǒng)日益復雜,由于飛機老化以及高溫、振動、鹽霧潮濕等嚴酷環(huán)境,造成電纜絕緣破損所引發(fā)的故障電弧嚴重威脅著航空安全。到2011年,我國民航局在CCAR25部中明確規(guī)定“每個EWIS（電氣線路互聯(lián)系統(tǒng)）的設計和安裝必須與其他EWIS和飛機系統(tǒng)具有足夠的物理分離”,然而,在一些具體實踐中某些線束無法達到要求的隔離距離,所以需要通過相關的原理性試驗進行驗證,用電弧損傷試驗評估EWIS中故障電弧的危害。因此,有必要對故障電弧的損傷效應進行研究,對特殊情況的隔離間距進行指導,并通過研究故障電弧波形特征,總結故障電弧特征分析方法,進一步在源頭上消除隱患,提高航空安全。本文基于故障電弧理論,對航空交流故障電弧的物理過程進行了仿真,通過半個周期內電弧溫度的變化,初步分析電弧物理過程;基于磁流體動力學方程與電弧能量最大假設,利用COMSOL Multiphysics軟件對不同隔離間距下的管路損傷進行了仿真,對比分析了電弧損傷試驗結果,表明了電弧損傷模型的有效性,進而分析了不同參數(shù)對結構鋁管損傷類型的影響規(guī)律�；贛ayer電弧動態(tài)模型理論,利用MATLAB-Simuli... 

【文章來源】：中國民航大學天津市

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

伏安特性與電弧運動速度的關系曲線

中國民航大學碩士學位論文6冷卻。由此可知，各類電弧當氣體壓力增加時能夠相應提高其弧柱電位梯度。圖2-2所示為電流1000A下弧柱受到壓縮空氣縱向吹弧情況下，弧柱電位梯度與氣體壓力的關系。圖2-2弧柱電位梯度與氣體壓力關系曲線電弧相鄰的接觸面壁對其冷卻的影響程度很大。當將電弧壓縮到小的間隙或是尺寸較小的柱體中，電弧弧柱會得到極高的電位梯度。當縮短縫隙間距或管道尺寸，會將弧柱電位梯度提高數(shù)倍。在實際中，電弧可能在微秒時間內使溫度上升到4000~50000K，在具體的工程問題中分析研究發(fā)生電弧時溫度的變化與最大值具有重要的意義。放電時的能量源于間隙兩端的電場，間隙中粒子在電場作用下不斷加速，加速后的粒子在不斷的發(fā)生撞擊，使得粒子振蕩加強，頻繁摩擦撞擊最終使得間隙間空氣的溫度迅速升高。在氣體放電階段，不同類型粒子對建立的溫度提供不同大小的貢獻，其中加速后的離子對溫度升高貢獻較小，加速的電子對溫度貢獻最大，粒子溫度由動能方程式即式2.1求出[24]。23122kT=mv(2.1)式中，為玻爾茲曼常數(shù)；、分別為溫度和質量；為速度。在低氣壓和高氣壓電弧之間最重要的區(qū)別是弧柱的溫度。在高壓的環(huán)境下產生的電弧，弧柱區(qū)各類粒子溫差很小，差值僅為百分之幾，可以略去。低電壓弧柱區(qū)域的特點是電子溫度大大超過重粒子（離子和中性氣體）的溫度。這是因為電子此時有很大的平均自由行程，并從電場接受很大的能量，而它們同類粒子彈性碰撞時所損失的能量很小[17]。如圖2-3所示為氣體壓力的范圍內，電子溫度、離子溫度和氣體溫度

中國民航大學碩士學位論文7的變化。圖2-3弧柱的電子溫度、離子溫度、氣體溫度與的關系曲線2.1.2交流電弧的物理特性交流供電系統(tǒng)其本身決定了電弧兩端的電流與電壓要隨時間不斷改變，很難產生持續(xù)而穩(wěn)定的電唬發(fā)生故障電弧時，電弧電流波形會偏離正常狀態(tài)，出現(xiàn)明顯畸變即處于過零點前故障電弧電流波形比正常狀態(tài)下的電流波形下降更快，在過零點附近趨于平緩，此時就是故障電弧波形中出現(xiàn)“零休”的階段，在此階段通過間隙的電流幾乎為零。如圖2-4所示為交流電弧的動態(tài)特性曲線。圖2-4交流電弧的動態(tài)特性曲線利用電弧電阻對交流電弧的動態(tài)特性即伏安特性進行解釋，電弧電阻使用電弧電壓與電弧電流表示。在發(fā)生交流故障電弧期間，間隙兩端的電壓與電流時刻發(fā)生變化，間隙處的碰撞粒子數(shù)的改變伴隨著電阻的變化，期間電弧電阻的減小較為緩慢。當變化的電流達到峰值時，間隙兩端的電壓較小，電弧電阻此時以較慢的速度開始增加。當電流


本文編號：3255691