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HB 8467-2014
民用飞机电气设备安装技术要求
General requirements for civil aircraft electrical equipments installation
2014-05-19 发布 2014-10-01 实施
中华人民共和国工业和信息化部 发 布
前 言
本标准所依据的起草规则是 GB/T 1.1-2009《标准化工作导则 第 1 部分:标准的结构和编写》。本标准由中国航空综合技术研究所归口。
本标准起草单位:中国商用飞机有限责任公司上海飞机设计研究院、中国航空综合技术研究所。
本标准主要起草人:段颖娟、王宏霞、于新生、孙 良、黄家驹、赵 军。
民用飞机电气设备安装技术要求
1 范围
本标准规定了民用飞机电气设备安装的通用技术要求。
本标准适用于飞机电能产生、变换、存储、分配、控制和保护的设备或装置,以及功率大于 368 W(0.5马力)的电动机。本标准不包括有关布线的相关规定。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件, 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
HB/Z 404-2013 民用飞机电气安装设计指南
HB 8412-2014 民用飞机系统电搭接通用要求
HB 8465-2014 民用飞机布线要求
《中国民用航空规章第 25 部〈运输类飞机适航标准〉》(CCAR-25-R4) 中国民用航空总局
2011 年 11 月 7 日 民航总局令第 209 号
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
交流发电机 AC generator
提供交流电能的发电机,包括恒频交流发电机和变频交流发电机。
3.2
组合传动发电机 integrated driver generator
是恒速传动装置和恒频交流发电机的组合装置。
3.3
恒速传动装置 constant speed driver
将变化的转速转换为恒定转速输出的装置。
3.4
直流发电机 DC generator
提供直流电能的发电机,包括 30 V 直流发电机和 270 V 直流发电机,也包括既可作为发电机又可作为起动电机的起动发电机。
3.5
变换器 converter
将一种形式的交流或直流电能变换为另一种形式的直流电能的装置。变换器包括变压整流器和直流变换器。
3.6
变流器 inverter
将直流电能转换为交流电能的装置。
3.7
变频器 frequency converter
将变频交流电能变换为恒频交流电能的装置。
3.8
差动故障保护 differential fault protection
使用两个或多个电流传感器测量进出保护区域的电流,检测该区域内线-线和线-地短路故障的保护方式。
3.9
功率控制器 power controller
集断路器电路保护功能和继电器功率开关功能于一体的功率开关装置,该装置可以是固态的或电磁式的。
3.10
盘箱 junction box
飞机配电盘、控制箱、接线盒、断路器板、开关板、接触器盒、继电器盒、起动箱等的统称。
4 一般要求
4.1 适航性要求
4.1.1 功能和安装
民用飞机所安装的每项设备必须符合下列要求:
a) 其种类和设计与预定功能相适应;
b) 用标牌标明其名称、功能或使用限制,或这些要素的适用的组合;
c) 按对该设备规定的限制进行安装;
d) 在安装后功能正常。
电气线路互联系统(EWIS)应符合 CCAR-25-R4 部第 H 分部的要求。
4.1.2 设备、系统及安装
设备、系统及安装的适航性要求如下:
a) 凡航空器适航标准对其功能有要求的设备、系统及安装, 其设计必须保证在各种可预期的运行条件下能完成预定功能。
b) 飞机系统与有关部件的设计,在单独考虑以及与其他系统一同考虑的情况下,必须符合下列规定:
1) 发生任何妨碍飞机继续安全飞行与着陆的失效状态的概率极不可能;
2) 发生任何降低飞机能力或机组处理不利运行条件能力的其他失效状态的概率不大可能。
c) 必须提供警告信息,向机组指出系统的不安全工作情况并能使机组采取适当的纠正动作。系统、控制器件和有关的监控与警告装置的设计必须尽量减少可能增加危险的机组失误。
d) 必须通过分析,必要时通过适当的地面、飞行或模拟器试验,来表明符合本条 b)的规定。这种分析必须考虑下列情况:
1) 可能的失效模式,包括外界原因造成的故障和损坏;
2) 多重失效和失效未被检测出的概率;
3) 在各个飞行阶段和各种运行条件下,对飞机和乘员造成的后果;
4) 对机组的警告信号,所需的纠正动作,以及对故障的检测能力。
e) 在表明电气系统和设备的设计与安装符合本条 a)和 b)的规定时,必须考虑临界的环境条件。民用航空规章规定具备的或要求使用的发电、配电和用电设备, 在可预期的环境条件下能否连续安全使用,可由环境试验、设计分析或参考其他飞机已有的类似使用经验来表明, 但适航当局认可的技术标准中含有环境试验程序的设备除外。
f) 应按照 CCAR-25-R4 §25. 1709 的要求对 EWIS 进行评估。
4.1.3 电气设备及安装
电气设备及安装的适航性要求如下:
a) 电气设备和控制装置的安装,必须使任何一个部件或部件系统的工作不会对同时工作的、对安全运行起主要作用的其他系统和部件产生不利影响。飞机上任何可能产生的电气干扰不得对飞机或其系统产生危险的影响。
b) 蓄电池必须按下列要求设计和安装:
1) 在任何可能的充电或放电状态下,单体蓄电池的温度和压力必须保持在安全范围之内。当蓄电池(在预先安全放电之后)在下列情况重新充电时,单体蓄电池的温度不得有不可控制的升高:
—— 以调定的最大电压或功率;
—— 最长持续飞行期间;
—— 服役中很可能出现的最不利的冷却条件。
2) 必须通过试验表明符合本条 b) 1)的要求,但是,如果类似的蓄电池和安装方法的使用经验业已表明,使单位蓄电池保持安全的温度和压力不存在问题,则除外。
3) 正常工作时,或充电系统或蓄电池装置发生任何可能的故障时,从任何蓄电池逸出的易爆或有毒气体,在飞机内的积聚量不得达到危险程度。
4) 蓄电池可能逸出的腐蚀性液体或气体,均不得损坏周围的飞机结构或邻近的重要设备。
5) 能够用于起动发动机或辅助动力装置的每个镉镍蓄电池装置,必须有措施防止蓄电池或某个单体蓄电池短路时所发出的最大热量危及结构或重要系统。
6) 能够用于起动发动机或辅助动力装置的镉镍蓄电池必须具有下列系统之一:
—— 自动控制蓄电池充电速率的系统,以防止蓄电池过热;
—— 蓄电池温度敏感和超温警告系统,该系统具有一旦出现超温情况即可将蓄电池与其充电电源断开的措施;
—— 蓄电池失效敏感和警告系统,该系统具有一旦发生蓄电池失效即可将蓄电池与其充电电源断开的措施。
c) 在具有接地电气系统的飞机上,其电气接地必须能够在正常和故障情况下,提供足够的电气回路。
注:4. 1 与 CCAR-25-R4 §25. 1301、25. 1309 和 25. 1353 要求一致。
4.2 材料
4.2.1 金属
金属材料应耐腐蚀或经耐腐蚀处理。应尽可能避免不同类金属间的直接接触, 以防止产生电腐蚀。当不可避免时,应参见 GJB 1720 和 GJB/Z 594 的规定进行防护处理。
4.2.2 非金属
非金属材料应耐潮、阻燃和无毒; 不应助长霉菌滋生、助燃; 燃烧时不应产生有害影响;不应因飞机的流体而产生不利影响;不应对飞机其他材料产生不利影响。除了垫圈、过滤器之类需要定期更换或从飞机上拆下时需要更换的消耗品外,非金属零件在设备的整个使用寿命中应耐用。
4.3 设备的标识
一般应在邻近的结构和通向设备的检查口盖上根据设备名称和功能做标识,名称应与线路图手册和维护手册中的标识一致。
4.4 环境
电气设备不应暴露在设备未指定或超出设备详细规范中要求的环境中(沙尘、盐雾、飞机流体、温度、湿度、水气、腐蚀、霉菌、温度冲击、高度、加速度、机械冲击、振动、电磁场传导和发射、辐射和爆炸性物质)。
4.5 物理保护
电气设备应当安装在避免物理损坏的地方,这样的物理损坏可能是由于机械磨损、机组人员的活动、装载或移动货物、过大的气压撞击或维护设备所引起。裸露的电源接线柱应通过接线柱保护罩或接线端子保护套的绝缘防止散落的外部物体引起的短路。电气设备不应安装在用于传输液体的软管或硬管的滴漏点和管接头下方。
4.6 安装部件
4.6.1 紧固件
带安装孔的电气设备都应使用螺钉、螺栓或其他经批准的紧固件进行固定。安装的螺钉、螺栓应具有合适的长度与足够的强度,以保证连接可靠并能承受飞行中出现的机械环境应力和疲劳。螺纹紧固件的螺纹应参照 SAE AS8879 等相关标准要求。当安装部件下表面不易接近时, 可采用托板自锁螺母、插片自锁螺母(弹簧夹自锁螺母),托板螺母应参照 NASM 25027 要求。不应采用自攻螺钉进行电气设备的安装或进行电搭接。
4.6.2 减震装置
未经采购方许可,电气设备不应安装减震装置。
需安装减震装置时,减震装置(含装在减震装置上的电气设备)的最大摆动距离所确定的范围应与周围的结构或设备有至少 6 mm 的间隙,并且与邻近的减震装置(含装在减震装置上的电气设备)的最大摆动距离所确定的范围有至少 12mm 的间隙。减震装置应按照其规定的方式进行安装。与减震装置上设备相连的电缆和软管应足够长且有活动余量,以利于减震装置的正常工作。
4.6.3 打保险
任何没有自锁功能的零件、装置或附件都应当在适当的位置通过打保险丝或使用参照 NASM 24665标准的开口销或其他被采购方认可的方式进行固定。未经采购方批准, 包括胶带在内的胶粘剂都不应当用作零件的保险方式。
4.7 布置
4.7.1 定位
电气设备的安装定位应根据电气设备适用的详细规范和本标准 4.7.2、4.7.3 和 4.7.4 规定确定。
4.7.2 间隙
电气设备的安装位置应提供足够的间隙,以便使用通用工具进行设备的安装、维护和拆卸, 并保证足够的通风,确保冲击和振动不会引起与其他设备、电缆、软管或飞机结构等相互间的直接接触。
4.7.3 可达性
电气设备的安装位置应有利于维护人员对设备进行拆装、检查和维护,并满足下列要求:
a) 对于要求快速装卸的设备,快速通道应当包括只是拆除一块口盖或隔板,不应包括利用任何除普通手动工具之外的工具,也不应移除或断开其他设备;
b) 安装在发动机或附件机匣上的电气设备,在发动机或附件机匣及其所有附件安装到位后应是可达的;
c) 电气设备的安装应便于直接拆装,而不需倾斜、摆动或重复的前后、上下或左右移动, 不需借助过大的力来越过狭窄弯曲的通道,也不应重击、损伤或破坏飞机结构、布线和其他设备;
d) 对于有观察需求的电气设备,安装的位置应便于观测口、加注滑油和排出口以及其他需要目视检查的地方能够直接被观察,避免使用镜子等专用设备,也不应拆除或断开其他设备。
4.7.4 易损性
电气设备的安装应使电源系统发生电气故障、着火和蓄电池损坏的可能性减到最小。应尽可能的利用飞机主体结构或相关设备提供的物理防护。冗余的部件应在实际最大范围内分开布置。
4.8 搭接
4.8.1 通则
设备应按照 HB 8412-2014 的规定搭接,设备的壳体应通过自身的安装附件或单根跨接线与机身搭接,使设备外壳和飞机结构保持等电位。在正常工作时, 设备的壳体对机身的搭接不应作为电源或其他电路的电流回路,反之,应具有传输不损坏机身的短路故障电流的能力。
4.8.2 内部接地的设备
未经采购方允许,不应使用内部接地的设备。
需使用内部接地的设备时,通过其安装附件的接地路径应是完整的,并能承受任何内部对外壳短路引起的故障电流,以便配电系统中的电路保护设备将该故障电流隔离。用于接地回路的阻抗应足够小,以便将电流限制在不会引起电磁干扰或电腐蚀的水平。
4.8.3 转换装置壳体
转换装置(如继电器、断路器、功率控制器)的未绝缘金属壳体应按照 HB 8412-2014 搭接到机体地,接地路径应保持完整,并能承受任何内部到壳体短路引起的故障电流,以便配电系统中的电路保护设备将该故障电流隔离。作为选择, 转换装置的壳体可与机身接地隔离,以便允许在内部对壳体短路后继续工作,对壳体的短路能被自动检测并为随后的维修提供报告,并且转换装置的封装方式消除了对人员的电击危险。
4.9 电磁兼容性
电气设备应参照 GJB 1389 规定的电磁兼容性要求。
5 详细要求
5.1 发电机
发电机应水平安装,具体安装应遵循相应的产品规范。
5.2 二次电源
二次电源设备安装和拆卸时,不应拆除或移动相邻设备。安装时应为相连线束端留有足够的空间,确保接线端易于接近,便于维护和检查。
5.3 蓄电池
蓄电池的安装应能在飞机水平飞行时使蓄电池基本处于水平位置。为了便于维护, 蓄电池应安装在不需要拆移飞机上的其他部件便易于快速检查和更换的地方。蓄电池安装的位置应能使蓄电池的热量、有害气体、电解液的释放和排除不损坏邻近的部件和结构, 不危及人员安全和严重影响机组人员的正常操作。蓄电池的控制和保护装置应尽可能靠近蓄电池安装。
5.4 外电源插座
外电源插座的布置应考虑安全和便利,以便于维护和避免对地面人员的伤害。安装插座时小接触件应在下方(6 点钟位置)。外电源插座不应位于危险区域内或附近, 如空气进气口或排气口、辅助动力装置或喷气燃油起动器喷气口、螺旋桨或螺旋桨气流区、燃油服务或排油区;应在地面易于接近的位置;不应超过轮胎底边向上 1 830 mm 处;不应有超过 300 mm 电线从插座上不支撑地悬挂着;应确保插头能和插座完全对接;应参照规范 SAE AS7974;在不用时应防止泥土、流体和其他污染物进入; 应有明显的用于维护的标识;安装位置应易于维修和更换。
5.5 开关
5.5.1 扳动开关
除了地面操作时才使用的开关,在飞行中使用的扳动开关应易于操作。
5.5.2 开关保护装置
开关保护装置的安装应能防止误操作。开关保护装置的安装应能防止开关扳到错误位置的操作。带有开关保护装置的开关,不应在保护装置闭合时对开关有外力施加。
5.5.3 限位开关
限位开关的调节部件应能可靠锁定和准确调节,并易于接近,而且在维护时不需要使用特殊工具。调节部件应有足够的刚性以防止手动维修时操作不慎而失调。安装也必须有足够的刚度防止由于结构弯曲或开关激励器和撞针之间的相对运动而造成的误操作。不宜用弯曲调整片的办法调节限位开关。用于暴露区的起落架控制和起落架告警系统的限位开关应使用密封限位开关,飞机其他区域也推荐使用密封限位开关。
5.5.4 旋转开关
旋转开关一般应安装成逆时针极限位置为“关断”,而且开关本身不应相对与安装底板旋转。
5.5.5 接近开关
接近开关安装后应进行调节,调节要求遵循相应的产品规范。
5.6 连接器
5.6.1 通则
布置和安装连接器时,不应使其成为操作或维护人员的扶手或脚踏,或被货物和储藏物损伤。在承压结构上安装的插座更适宜将法兰盘置于高压侧。为了更换连接器,线束应提供最少 13 mm 的松弛,该松弛量应分布在连接器和第二个支撑卡箍之间。
5.6.2 圆形连接器的安装
应提供圆形连接器不使用工具连接和分离所需的足够空间。当若干连接器需按次序装拆时, 应经采购方批准,并制定连接器拆装顺序的说明。
连接器的安装轴线成水平时,连接器的主键位应在上方。轴线成垂直时, 连接器的主键位应指向机头的方向。无论插头或插座,极性键(多个)的啮合和定位应明显。
5.6.3 矩形连接器的安装
应提供矩形连接器连接和分离所需的足够空间。矩形连接器可以安装得很靠近或组合, 只需保证每一个连接器的连接和分离不影响其相邻的连接器。连接器在连接和分离时应有工具通路。
5.6.4 相邻连接器
相邻连接器的安装应能防插错。
5.6.5 连接器排水
插座的位置应能在维修时,使液体和冷凝水排出和不进入未对接的插座中。安装在飞行器外部区域的连接器应采取特殊的防护措施以防止滑油和潮气进入,比如发动机舱和起落架舱等。通常对连接好的连接器使用胶带或密封剂保护,对未对接的插头和插座应提供防护盖保护。连接器不应安装或固定在可能储留水的地方。
5.6.6 打保险
飞机上安装的连接器均有防松脱要求,高震动区(在有减震座的设备上的连接器除外)以及正常维护检测不可接近的区域应优选自锁型连接器,若采用非自锁螺纹对接的连接器,其连接螺母应用保险丝或其他机械锁定以防震动使连接器脱开。
5.7 功率控制器
固态功率控制器的安装板应具备足够的散热能力,以保证安装在其上的所有功率控制器件在满载时都能正常工作。功率控制器最大允许值以及为扩展预留的安装位置应清楚的标识出来。
5.8 继电器
安装和维护继电器时,应注意确保部件的合理布置,特别要注意电气连接。强烈推荐按照生产商推荐的安装程序,使用校准过的力矩扳手进行安装,尤其是密封继电器,如果施加在柱形紧固件上螺母的力矩过大,则极易导致玻璃或陶瓷封装(用于电气元件绝缘)损坏。更换交流电路中的继电器时, 应确保正确的相序。安装任何继电器包括插接继电器时, 应确保锁紧部件正确对接。某些磁性继电器的接近可能相互之间产生影响,应遵循制造商的建议或进行正确的预防。
5.9 断路器
影响飞行安全的断路器,应安装在飞行时机组容易接近的区域。断路器通常应位于飞行时易于复位的地方,并且尽可能靠近汇流条,使未受保护的线路最短。不影响飞机运行的断路器也可以安装在飞行
中不可接近但可使未受保护线路最短的位置。
5.10 熔断器
熔断器应安装在飞行时易于更换的区域,也应尽可能靠近汇流条安装,使未受保护的导线长度最短。如果可使未受保护的线路最短,不影响飞机运行的熔断器也可安装在飞行时不可达的区域。
5.11 盘箱
5.11.1 盘箱结构
盘箱结构的设计应符合以下要求:
a) 所有接线盒和控制箱的内部应是白色,便于检查和维护。除非防蒸汽密封盒, 一般应提供漏水孔,汽密的接线盒外表应贴“汽密”标签。无论飞机在地面或飞行中, 起落架和活动面是收起或放下,接线盒的漏水孔均应适用。
b) 制造接线盒和控制盒所用金属材料的规格和尺寸应有足够的硬度和刚度,能对附加设备提供足够支撑,在正常工作条件下无弯曲或变形,并对装铰链的或可拆卸的盒盖提供适当支撑和定位。
c) 接线盒可以用金属或非金属材料制造。金属接线盒应用绝缘材料作内衬(或涂绝缘漆),减低接地故障的可能性。
d) 箱盒和箱盖的配合主要指盖的开启形式。为了检查和维护方便,一般都采用快速开启的设计,也有采用螺钉与托板螺母的连接形式。快速开启形式有手动锁扣式、铰链活动式等。
5.11.2 内部设备安装
5.11.2.1 通则
盘箱内的设备、端接处和布线应易于接近。在电流传输件和任何接地面或不同电气表面都应通过安装绝缘材料,来保留少量间隙。不应在盘箱的盖子或门上安装设备, 因为当门或盖子在关闭的位置检查电气间隙是不可能的。
5.11.2.2 继电器、接触器的安装
继电器、接触器可用螺钉、托板螺母或自锁螺母直接固定在盘箱底板上。在不适合直接固定的地方,也可用支架或角片固定。
5.11.2.3 熔断器的安装
惯性熔断器安装需要用绝缘支座,可选用标准件或设计专用的绝缘支座;惯性熔断器与汇流条的固定应注意极性。
5.11.2.4 汇流条的安装
汇流条安装时应与周围留有合适的间隙。汇流条的表面一般应镀锡处理,不用于电连接部分可用绝缘材料涂层处理。
5.11.2.5 接线盒内布线
接线盒内布线见 HB 8465-2014 的 5.14.2。
5.12 电气安装
设备、系统的电气安装细则见 HB/Z 404-2013。
参考文献
[1] DO 160 机载设备环境条件和试验方法(Environmental Conditions and Test Procedures for Airborne Equipment)
[2] GJB 1720 异类金属的腐蚀与防护
[3] GJB/Z 594 金属镀覆层和化学覆盖层选择原则与厚度系列
[4] GJB 1389 系统电磁兼容性要求
[5] NASM 24665 开口销(Pin, cotter, (split))
[6] NASM 25027 250℉,450℉,800℉自锁螺母(Nut, self-locking, 250 degrees F, 450 degrees F, and 800 degrees F)
[7] SAE AS7974 飞机外电源电缆组件和相连插头的通用规范(Cable assemblies and attachable plugs, external electrical power, aircraft, general specification for)
[8] SAE AS8879 UNJ 螺纹通用规范(Screw threads-UNJ profile, inch controlled radius root with increased minor diameter)