航空航天用电线耐电弧试验方法（上）

       近年来，我国航空航天用电线持续快速发展，且绝大多数采用的是体积小、重量轻的耐高温电线。对于电线的检测将成为航空航天用电线的重要保障，在航空航天用电线的检测项目中，耐干/湿电弧试验是两个非常重要的项目。

       耐干/湿电弧试验主要是针对聚酰亚胺复合薄膜/聚四氟乙烯组合绝缘电线，该类电线采用聚酰亚胺双面复合聚四氟乙烯的复合膜和聚四氟乙烯组合绝缘。聚酰亚胺的耐辐射性能zui好，密度小，可大大减少电线电缆的重量和空间，但是聚酰亚胺易被氧原子侵蚀，而且耐电弧能力差。故上述两种试验方法对评估聚酰亚胺复合薄膜/聚四氟乙烯组合绝缘电线的安全性能将起到极其重要的作用。

       电线在工作中，产生电弧的原因有多种，包括绝缘老化、错误安装、绝缘擦破等，甚至可能由水以及其他能传导的流体引起。有证据表明电弧传播试验的结果会因为电弧产生的方法不同而不同。因此，需要选一个标准的试验方法来评估绝缘耐普通电弧传播的性能。在2011年GJB773A《航空航天用含氟聚合物绝缘电线电缆通用规范》的修订工作中，将聚酰亚胺复合薄膜/聚四氟乙烯组合绝缘电线也纳入了标准范围，同时，新标准中也规定了耐干/湿电弧试验的方法及要求。

      本文就耐干/湿电弧试验的标准中规定的试验方法及试验时遇到的一些实际情况进行描述和分析。

1试验采用标准

      对于聚酰亚胺复合薄膜/聚四氟乙烯组合绝缘电线，目前国际上常用的标准为美国机动车工程师

协会－航空分部(Society of Automotive Engineers-Aerospace Division)颁布的SAE AS22759A［1］(2006年)及其更改单(2008年)和相关详细规范SAE AS22759/80B～92B、SAE AS22759 /180～192，在SAE AS 22759A中，该标准中所引用的耐干/湿电弧试验按照MIL-STD-2223［2］的更改单(1994年)和SAE AS4373［3］，但在SAE AS22759/80B～92B、SAE AS22759/180～192中，均注明电弧试验方法按SAE AS4373进行，在此情况下，以SAE AS4373为准。

2试验介绍

2．1耐干电弧试验

2．1．1试验方法描述

       耐干电弧试验的测试方法按SAE AS4373D试验方法508。该试验方法由刀片切割引起电弧，标准试验方法中电源、试验电流、电路电阻及其它参数都针对导体线规为20AWG的电线进行了优化，故标准建议使用导体线规为20AWG的电线进行试验。

       验试试样为7根长约35cm电线组成的电线束。一个完整的试验需要15束电线。将一束试样按图1用系带捆扎成一束电线。电线束结构如图2所示，其中A1、B1、A2、B2、C1为主动线，D1和D2为被动线。

       每束电线剥去5根主动线的绝缘层，并将之按图3进行电路连接。包扎好的电线束水平放置，A1和B1电线朝上，D1和D2电线与固定装置底座完全接触，启动装有切割刀片的切割装置，使切割刀片往复切割A1和B1电线。每股试样试验时，应选择不同的电路电阻，分别为0Ω、0.5Ω、1.0Ω、1.5Ω和2.0Ω，在每个电路电阻下进行三束试样的测试。对于所有完成试验的电线束，测量每一根电线的物理破坏长度，并对每一束电线中的A2、B2、C1、D1、D2进行耐压试验，记录每一束电线束中通过耐压试验的电线根数。

2．1．2试验原理

       试验电源为三相，由图3可见，A1和A2为A相中并联的两根电路，B1和B2为B相中并联的两根电路，而图2中显示除D1和D2外，其余5根电线排列使得紧密排列成的三角形3根电线分别为三相电路中的一支。耐干电弧试验由切割刀片往复切割电线束中A1和B1两根电线，当切割刀片将绝缘层切破时，两根电线的导体和切割刀片之间产生导通，A1和B1相间产生短路，产生电弧的同时，由于短路产生较大的电流，使得电路中的断路器跳闸(标准规定断路器跳闸的电流为7．5/A)。短路产生的电弧将A1和B1烧断，同时产生的剧烈的火花会将线束中其他电线的绝缘表面烧蚀，若其他电线的绝缘烧穿的话，可能连续造成相间短路从而引起更强烈的电弧而进一步使得破坏增大，故试验中止条件也包括A2、B2、C1相断路器跳闸的可能。对于试验结果的判断不光是考虑线束中其他电线耐压是否通过，绝缘表面被烧蚀的长度也被列入考核范围，如果绝缘的抗电弧能力较弱，可能造成整束电线绝缘全部被烧毁。耐干电弧试验后的样品见图4。

2．2耐湿电弧试验

2．2．1试验方法描述

       耐湿电弧试验的测试方法按SAE AS4373D试验方法509。该试验方法通过将盐水滴在预先破坏的电线上使电线间形成导电通路来产生电弧。与耐干电弧试验相同，标准试验方法中电源、试验电流、电路电阻及其它参数都针对导体线规为20AWG的电线进行了优化，故标准建议使用导体线规为20AWG的电线进行试验。所有试样在试验前应通过浸水电压试验。

       试验试样为7根长20～40cm电线组成的电线束，一个完整的试验需要15束电线。将一束试样按图5所示用系带捆扎成一束电线。电线束结构如图2所示。

       每束电线剥去5根主动线的绝缘层，并将之按图6进行电路连接。用刀片在A1和B1的中间围绕电线一周切开0.5～1.0mm的凹槽，使导体暴露并保证凹槽间距为6.0～6.5mm。包扎好的电线束呈水平放置，A1和B1电线朝上。将氯化钠溶液以每分钟8～10滴的速度滴入两个凹槽的中间位置，从而使电线间形成导电通路产生电弧。与耐干电弧试验一样，应选择5个不同的电路电阻，在每个电路电阻下进行三束试样的测试。