Szybsze i tańsze tworzenie samolotowych urządzeń zasilających
Europejski przemysł lotniczy usilnie dąży do zrewolucjonizowania układów energetycznych na pokładach statków powietrznych poprzez stopniową wymianę systemów hydraulicznych i pneumatycznych na układy elektryczne. Przy wysokich wartościach napięcia, przy jakich pracują nowe elektryczne układy zasilania, problemem, szczególnie na dużych wysokościach, stają się wyładowania niezupełne, które trzeba ograniczać przy pomocy odpowiednich konstrukcji. Ważnym czynnikiem pozwalającym na zmniejszenie prawdopodobieństwa wystąpienia wyładowania niezupełnego jest odpowiednie rozmieszczenie komponentów oraz grubość izolacji. Brak jest jednak wytycznych dotyczących oceny odporności materiałów izolacyjnych w całym okresie użytkowania. Aby pomóc określić, w jaki sposób materiały izolacyjne mogą wpływać na wyładowania niezupełne, w ramach projektu PDMAN (Partial discharge management in compact insulation systems), finansowanego ze środków UE, przeprowadzono liczne testy na komponentach uzwojonych i łączących przy użyciu różnych wartości napięcia. Komponenty poddano przyspieszonemu starzeniu, aby określić, przy jakim napięciu dochodzi do awarii i pogorszenia właściwości materiałów izolacyjnych. Zgromadzone dane pozwoliły na przygotowanie zbioru przydatnych wytycznych dotyczących procesu projektowania i kwalifikacji systemów izolacyjnych stosowanych w lotnictwie. Ponadto, naukowcy opracowali narzędzie projektowe dostarczające kluczowych informacji na temat jakości izolacji i jej wpływu na stan komponentów. Dzięki umożliwieniu inżynierom modyfikowania właściwości materiałów izolacyjnych i monitorowania wpływu zmian na wyładowania niezupełne, narzędzie to pozwala na podejmowanie lepszych decyzji dotyczących wymagań w zakresie izolacji komponentów uzwojonych i łączących już na wczesnym etapie projektowania. W szczególności innowacyjne narzędzie pomaga w określeniu bezpiecznych odstępów między niezaizolowanymi elektrodami, napięcia zapłonu wyładowań niezupełnych dla komponentów uzwojonych i łączących oraz minimalnej grubości izolacji zapewniającej takim wyładowaniom. Uczestnicy projektu przygotowali też dokument wyszczególniający procedury testowe pomagające w kwalifikacji i ocenie urządzeń podczas produkcji seryjnych komponentów uzwojonych i łączących. Zaproponowane wytyczne oraz nowe narzędzie opracowane w ramach projektu PDMAN powinny przyczynić się do skrócenia czasu tworzenia oraz kosztów nowych elektrycznych układów zasilania. Wyzwania związane z testowaniem komponentów uzwojonych pod kątem wyładowań niezupełnych w środowisku lotniczym zaprezentowano na konferencji IEEE Electrical Insulation Conference w Seattle w 2015 r., a w tym samym roku zorganizowano też seminarium w siedzibie Rolls Royce w Zjednoczonym Królestwie.
Słowa kluczowe
Samolot, wyładowania elektryczne, komponenty uzwojone/łączące, układy zasilania, izolacja, PDMAN
