新型保險絲盒

孫瑋，趙淵昉，李凌

新型保險絲盒

孫瑋，趙淵昉，李凌

（中國飛行試驗研究院，陜西 西安 710089）

試驗機測試改裝過程需要在原機系統(tǒng)采集各類數(shù)據(jù)信號到測試系統(tǒng)，以獲取飛機的各類性能信息，達到某型飛機設計定型或適航取證的目的，為保證原機電路安全，需要在測試改裝電路中使用保險絲。設計了一種小型化、通用化、模塊化的新型保險絲盒，改變了以往舊保險絲盒安裝工藝煩瑣、體積大、質(zhì)量大的缺點，提高了工作效率，優(yōu)化了在飛機上安裝所需空間和質(zhì)量。

保險絲盒；測試改裝；小型化；模塊

在測試改裝飛行試驗中，通常需要在原機系統(tǒng)采集各類數(shù)據(jù)信號到測試系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)處理、分析，以獲取飛機的各類性能信息，達到某型飛機設計定型或適航取證的目的。根據(jù)型號課題要求測試改裝要對原機的電壓進行抽引或者測試改裝系統(tǒng)從原機引電，此時就需要在測試改裝電路中使用保險絲對原機電路進行保護，以此來保障原機電源系統(tǒng)的安全。為了對保險絲進行集中的排放，就設計了保險絲盒。

以往的保險絲盒采用的是保險絲座安裝法，盒體的體積龐大，安裝復雜，在一些大型飛機的測試改裝中，常常會用到50多路的抽引，時常在抽引點附近無法找到合適的位置來安裝龐大的保險絲盒，而安裝距離遠就會導致所需線纜長度增加，進而會影響抽引信號質(zhì)量，導致信號受到干擾。在小型飛機的測試改裝中，由于飛機空間的限制，對加裝設備的質(zhì)量和安裝所占空間的要求更為苛刻。因此，為了使試飛測試改裝研究工作更順利高效地開展，設計了新型TB/BS型保險絲盒。

1 傳統(tǒng)保險絲盒

1.1 概述

傳統(tǒng)的保險絲盒是由TB/BS型保險絲、保險絲座、盒體、電連接器組成。TB/BS型保險絲是一種一次性使用的電路保護電器。其結(jié)構簡單，使用方便，在飛機上應用比較廣泛。它的主要元件是金屬熔絲。保險絲以串聯(lián)方式接入被保護的電路中，當被保護電路出現(xiàn)長時間過載或短路故障時，熔絲發(fā)熱到熔化溫度而熔斷，從而將電路切斷。保險絲座為保險絲提供絕緣保護，保證電路安全運行的電器元件。保險絲盒的安裝是先將保險絲座通過螺母和墊片固定安裝到盒體上，再將保險絲裝到其中。導線采用焊接方式連接到保險絲座的兩端上，另一端壓接針（孔）進入電連接器。

1.2 傳統(tǒng)保險絲盒的不足

安裝工藝煩瑣。以往安裝保險絲的方法是先將保險絲座通過螺母和墊片固定安裝到盒體上，再將保險絲裝到其中。但由于沒有安裝保險絲座的專用工具，在進行固定工作時都是用尖嘴鉗進行緊固，不易操作且保險絲座容易損傷。

安全性低。保險絲座的固定蓋只能靠手擰緊，而飛機在試飛時會產(chǎn)生震動，久而久之保險絲座的固定蓋會存在松開的風險，埋下隱患。

盒體質(zhì)量大、體積大。需要抽引數(shù)量多時的保險絲電氣盒需要在飛機里占很大的空間，并且質(zhì)量大，安裝需要在原機結(jié)構上打孔安裝，時常找不到合適的位置去安裝。小型飛機空間有限，盒體體積太大時可能存在沒有空間安裝的問題，最后導致只能刪減試驗機測試所需要的參數(shù)，增加了測試改裝和飛機設計定型的難度。

單一性。傳統(tǒng)保險絲盒是僅針對當前電氣改裝飛機參數(shù)所需要保險絲數(shù)量進行設計制作的，不能通用到其他飛機上。如果在使用過程里出現(xiàn)故障，要將盒子從飛機上拆除掉拿回操作間進行更改后再重新安裝回飛機上，更改周期長，會影響試驗機試飛進度。

針對以上問題設計了新型TB/BS型保險絲盒。

2 新型保險絲盒

新型保險絲盒是由盒體、TB/BS型保險絲（28 V、115 V電壓采用TB型保險絲，270 V電壓采用BS型保險絲）和3個保險絲絕緣座模塊、壓蓋、電連接器組成。一個絕緣座模塊里可以放4個保險絲。

盒體的保護罩是由74 mm×54 mm×57 mm的鋼板加工而成。絕緣座模塊采用聚四氟乙烯材料制成，該材料具有高度的化學穩(wěn)定性和卓越的耐化學腐蝕能力，如耐強酸、強堿、強氧化劑等，有突出的耐熱耐寒及耐磨性，對溫度的影響變化不大，溫度范圍廣，長期使用溫度范圍為﹣200～+250 ℃，其在250 ℃的溫度下不熔化，在﹣260 ℃的超低溫中不發(fā)脆。同時具有優(yōu)異的電絕緣性，并且不受環(huán)境與頻率的影響，體積電阻可達1 018 Ω/cm，介質(zhì)損耗小，擊穿電壓高，報紙厚的一層薄膜，便足以抵擋1 500 V的高電壓。也具有不沾著、不吸水、阻燃、質(zhì)量小、成本低的優(yōu)點，同時此材料的機械性質(zhì)較軟，這樣在震動過程中也會對保險絲起到一定的保護作用。

試驗機測試改裝中，配套測試板卡通道一般為8路，三相115 V交流電抽引時一般為9路，因此設計是以12路為一套組成一個模塊化盒子，留有保險絲更換或者熔斷的備份。如果使用過程中保險絲需要更換或者出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象，只需要在電連接器端將備份保險絲的針孔調(diào)到指定針孔號位置即可。

保險絲通過焊接方式與電纜連接，保險絲兩側(cè)位置進行焊接，如圖1所示。絕緣座模塊有2個凹槽，再將焊接好的保險絲放入絕緣座模塊里，焊點剛好進入凹槽內(nèi)，凹槽與焊點之間通過剛性連接，焊點可以很好地被固定，同時也有很好的絕緣效果。之后絕緣座模塊上下以硅膠劑封堵，達到固定保險絲、導線和減震的目的，如圖2所示。硅膠粘合劑有良好的粘附性，同時具有絕緣、防水、防潮以及密封等性能。電纜一端與保險絲連接，另一端進入電連接器。用壓接工具施以壓力，使壓接筒產(chǎn)生塑性變形，把導線與插針連接在一起，按照固定順序?qū)⒉遽標腿腚娺B接器內(nèi)。蓋上壓蓋，如圖3所示。保險絲盒裝備完成如圖4所示。

圖1 保險絲焊接示意圖

圖2 保險絲封裝示意圖

圖3 裝配圖

圖4 整體圖

3 效果對比

新型保險絲盒本著小型化、通用化、模塊化的理念來創(chuàng)新設計，適用于所有機型的直流28 V、交流115 V、直流 270 V抽引?，F(xiàn)將新型保險絲盒與舊款保險絲盒進行對比，更直觀地了解新型保險絲盒的優(yōu)點。

3.1 小型化

新型保險絲盒相較于以往的盒體，具有質(zhì)量小、體積小的特點。將舊款保險絲盒的質(zhì)量與新型保險絲盒的質(zhì)量進行比較，結(jié)果如表1所示。

表1 舊款保險絲盒與新型保險絲盒的質(zhì)量比較結(jié)果（單位：g）

2個6個12個17個 舊款保險絲盒2624038211 138 新型保險絲盒（12個）383

由表1可看出，相比較同數(shù)量舊款保險絲盒的質(zhì)量，新型保險絲盒質(zhì)量減少了60%之多，采用2個新型保險絲盒（含有24個保險絲）的質(zhì)量要比舊款安裝17個保險絲的保險絲盒的質(zhì)量減少30%。

將舊款保險絲盒的體積與新型保險絲盒的體積進行比較，結(jié)果如圖5所示。

圖5 舊款保險絲盒與新型保險絲盒的體積比較

從圖5中可看出，2個新型保險絲盒（含有24個保險絲）的體積比舊款安裝17個保險絲的保險絲盒的體積還要小，一個新型保險絲盒的體積也要比舊款安裝6個保險絲的保險絲盒的體積小。同時，保險絲盒體積的縮小很大程度上能優(yōu)化盒子在飛機上的安裝過程。

新型保險絲盒的體積和質(zhì)量縮小了60%，解決了舊保險絲盒安裝所需占原機空間大而找不到合適位置安裝的問題。

3.2 通用化

適用于所有測試改裝機型的直流28 V、交流115 V、直流270 V抽引。如果在進行試飛試驗項目中，出現(xiàn)保險絲需要更換的情況，以往是需要將舊保險絲盒拆除拿回操作間進行更改后再重新安裝回飛機上，更改周期長，影響試驗機試飛進度。而現(xiàn)在新型保險絲盒是通用的，可以替換，只需用另一個新的新型保險絲盒替換安裝，更換安裝固定的4個螺釘即可，不影響試驗機試飛進度，保證試飛任務順利進行。通用化的新型保險絲盒使保障試飛時維護和更換保險絲盒更高效方便。

3.3 模塊化

配套測試板卡通道一般為8路，三相115 V交流電抽引時一般為9路，設計以12路為一套組成一個模塊化盒子，留有保險絲更換或者熔斷的備份，如保險絲發(fā)現(xiàn)熔斷現(xiàn)象需要更換，只需在電連接器端將好的保險絲對應針孔調(diào)到所需針孔號處即可。

3.4 安全性高、維護性好

絕緣座模塊采用聚四氟乙烯材料，在飛機飛行過程中產(chǎn)生震動時會對保險絲起到一定保護作用。絕緣座模塊里的兩個凹槽與保險絲上的焊點之間通過剛性連接，焊點可以被很好地固定，同時有很好的絕緣效果。絕緣座模塊上下以硅膠劑封堵保險絲，達到固定和減震的目的。

3.5 制作成本低

絕緣座模塊是聚四氟乙烯材料，該材料價格相比保險絲座的成本降低了很多，實現(xiàn)了節(jié)能開源、節(jié)省科研成本。

3.6 工序減少，工藝簡單

舊保險絲盒安裝工序是先將導線焊接到保險絲座上，保險絲座安裝到保險絲盒上，再將保險絲安裝到保險絲座內(nèi)，擰上保險絲固定蓋。而新保險絲盒安裝工序是將導線直接焊接到保險絲上，將保險絲放入絕緣座模塊內(nèi)即可。大大減少了安裝保險絲時的工序，省去了煩瑣的安裝步驟，提高了工作效率。

4 結(jié)束語

新型保險絲盒本著小型化、通用化、模塊化的理念來創(chuàng)新設計，適用于所有機型的測試改裝使用，保險絲盒的體積和質(zhì)量縮小了60%，減少操作工序，大大降低了制作成本，使用保證了電氣改裝工作中的安全性，電氣施工的便捷性和高效性，同時大幅提高了工作效率，節(jié)省原機空間、減輕質(zhì)量，維護性好、可靠性高、安全性高。

目前新型保險絲盒已更替了舊的保險絲盒，應用于所有機型的電氣測試改裝系統(tǒng)中。通過多種機型、多次安裝和拆卸排故，新型保險絲盒滿足試驗機測試改裝的需求，使用效果受到一致好評，更好地保證了試飛進度。

［1］徐海榮，么嬈.飛機電氣［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2014.

2095－6835（2020）24－0139－02

TM563

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2020.24.052

孫瑋（1994—），女，本科，助理工程師，主要從事試驗機電氣改裝研究。 趙淵昉（1985—），女，本科，高級工，主要從事試驗機電氣改裝研究。李凌（1988—），女，本科，高級工，主要從事試驗機電氣改裝研究。

〔編輯：王霞〕