民用飞机配电与电路保护适航条款的研究

马光辉

摘要：本文介绍了民用飞机配电与电路保护适航条款的分析与研究，为民用飞机完成配电与电路保护部分适航条款的验证与关闭提供支持。

关键词：配电；电路保护；适航

引言

民用飞机根据其用途在设计和制造上需要满足中国民用航空规章运输类飞机适航标准（CCAR-25部）才可以获得适航证投放市场，因此对适航条款的解读尤为重要。本文将按照适航审定的思路，从必要解释的适航条款的技术含义、符合性验证方法两方面对配电、电路保护部分相关条款进行解读。

1、条款25.1355

1.1条款25.1355的技术含义

（a）款中的配电系统应包括自主发电机接触器（或主发电机主电路断路器）之后到用电设备电路保护装置（包括断路器、熔断器等）之前的部分，它的主要功能是将发电机或其他电源的功率分配到各用电设备。

（b）备用

（c）款中的中国民用航空规章是指运输类飞机相关的审定规章和运行规则，包括CCAR25 部、91 部、121 部。根据AMC 25.1355（c），对（c）款的进一步解读为：从汇流条到各配电点的馈线的布置、保护和控制，以及各馈线上负载的分配，应使得在任何馈线或相关的控制电路上发生的单个故障都不会危及飞机。

1.2 条款25.1355 配电系统符合性验证方法

满足该条款一般可综合采用设计符合性说明、分析计算、试验室试验、机上地面试验、飞行试验等验证方法来表明符合性。概述如下：设计符合性说明：提供配电系统原理图和供电系统原理说明书，以表明配电系统设计符合本条款要求。分析计算：主要进行电气负载分析。试验室试验：在根据25.1363 电气系统试验中，验证汇流条转换功能。机上地面试验：主要进行蓄电池的功能试验。飞行试验：主要进行电气系统的功能验证飞行试验。

2. 条款25.1357 电路保护装置

2.1 条款25.1357 电路保护装置的技术含义

（a）电路保护装置是用于发电系统的电路保护，即控制主电源接触器（或主电路断路器）通断的设备，通常称为发电机控制保护器；或用于对设备或系统输电线路的保护，通常用熔断器、断路器等。每个设备或系统的输电线路都应采用电路保护装置。电路保护装置的参数选择应能达到这样的目的：即线路或用电的设备（或系统）发生故障时，该电路保护装置应引起保护，把故障源与电气系统隔离，使故障的危害限制在最小限度，不影响其它电气系统或其它设备的正常工作。为此，在选择配电系统中的电路保护装置时，应按分级选择的原则。在电路保护装置参数选择时，应使前级电路保护装置的安秒特性高于后级的安秒特性。

根据AC 25.1357-1A，当选择和设计（a）款要求的自动保护装置的安装时，应该表明，在电路保护装置或其保护的设备上周围环境温度变化的影响不会造成危害。

（b）发电系统的电路保护装置（发电机控制保护器）应对发电系统的基本故障进行保护。基本故障对交流主电源系统是指过电压、低电压、过频、低频、短路故障。对这些不同的故障，发电机控制保护器应具有不同的延时断电功能，其最终目的应达到切断主接触器（或主电路断路器），将故障电源与用电设备及相关联的汇流条断开，防止过压、过频或其它故障危害设备或系统，并将故障隔离。此外，发电机馈电线短路时，差动保护功能应切断发电机的励磁。发电系统电路保护装置的保护性能应在发电系统采购规范或技术条件中规定。

（c）飞机上常用的可复位型的电路保护装置为断路器，在选择使用断路器时，必须注意其保护特性（即安秒特性）和分断能力，即当被保护的设备或线路发生故障时，其故障电流应大于断路器的动作（断开）电流。另外，该断路器能够分断可能产生的最大故障电流。这样，可复位型的电路保护装置才能可靠地对故障的设备或电路起保护作用。

（d）为飞行安全而需复位的断路器或可更换的熔断器，应当有明显的位置标志或指示，即这类断路器应能立即识别是处于断开位置还是接通位置，而熔断器应采用带有断开指示灯或其它易于识别其通、断状态的熔断器，使其在飞行中能易于复位或更换。

如采用熔断器，则必须有备用熔断器供飞行中使用，其每种规格备用数量至少为所需量的50%。在飞机设计时，要考虑到备用熔断器安放的位置，各规格备用熔断器取用方便，便于飞行时更换断开的熔断器。

（e）每一个重要用电设备电路必须具有单独的电路保护（熔断器或断路器）。一个电路保护装置只能接一个重要用电设备，但不要求重要负载系统中的每一个电路都有一个电路保護装置。当某一电路发生故障时，该电路保护装置起作用，而不会影响其它设备或线路的正常工作。

（f）要求对于那些有必要在正常操作期间具备断电或复位电源能力的飞机系统，断路器不被用作断电或复位系统电源的主要方式飞机上的每个电动系统都有一种采用非断路器的方式断电，这并不是该要求的目的。术语“正常地需要断电”是用于区分在正常运行期间正常地开启和关闭的飞机系统，和那些一直都保持正常地供电的飞机系统，诸如驾驶舱多功能显示器或飞行管理计算机。但是如果，比如说，飞行管理计算机确实需要定期功率循环，不管是什么原因，这个系统都将需要有一种非采用断路器的方法来处理此种情形。

在正常运行期间需要断电的系统应该被设计成当电源从系统中断开时应尽可能从接近实际可行的电源源头处断开，而不是简单地停用供电系统的输出。

一个单独的或集成的电源开关可用来表明符合（f）款。如果应用了一个集成的开关（即一个控制功率流向多个飞机系统的开关），那么它必须被表明对那些多个系统执行断电或电源复位操作时将不会对安全飞行产生有害影响；

如果一个开关额定断路器能够被证明在系统或其服役寿命期内符合所需操作的开关次数，则可以被选择作为一个开关额定断路器使用。

（g）自动复位断路器作为设备自身的保护装置时，一般设置在设备内部，作为设备的一部分，不能替代电路保护。为此，在设备自身带有自动复位断路器时，设备电路还需设有电路保护装置，即断路器或熔断器。

2.2条款25.1357 电路保护装置的符合性验证方法

满足该条款一般可综合采用设计符合性说明、分析计算、安全性分析、试验室试验、飞行试验、机上检查和合格证明文件等验证方法来表明符合性。以符合性说明方法为例阐述该条款的符合性验证的方法。

设计符合性说明：通过配电系统原理图、接线图及熔断器、断路器目表查证，每个设备或系统的输电线路采用了熔断器或断路器等电路保护装置，以验证对a 款的符合性。所选择的可复位型电路保护装置（如断路器）的性能应符合产品技术条件要求，以验证对c 款的符合性。对d 款的验证要确定飞行安全需要复位的断路器和熔断器，查证断路器板和熔断器板安装图，验证这些电路保护装置是否安装在空勤人员易于观察和易于复位更换的位置。此外，需证实这些电路保护装置在接通和断开位置时，具有明显不同的标志。对e 款的验证要查证重要设备或系统的接线图，及断路器和熔断器明细表，所有设备或系统都应有单独的断路器或熔断器作为电路保护装置。对f 款的验证要根据熔断器明细表和备用熔断器明细表，查证备用熔断器数量符合本条款要求。对g 款的验证要查证用电设备接线图，对可以安装电路保护装置的设备或系统均设置有电路保护装置。

参考文献：

[1] CCAR-25-R4《运输类飞机适航标准》第25.1355条、第25.1357条