卫星星上功率电缆热特性研究

朱剑涛，罗 成，王 东，陈少华

（北京空间飞行器总体设计部，北京 100094）

0 引言

星上功率电缆作为卫星供电传输通路，若电缆工作温度超过其额定温度，则其外部的绝缘保护层会因温度过高而将被溶化，可能导致母线正负端短路，威胁卫星的供电安全。

在某型号卫星的研制过程中，仅对星上功率电缆进行了热分析，并根据热分析数据对电缆热设计进行校核，但未考虑在整星或电缆处于不同工况下（如电缆束捆绑状态、散热环境影响等因素）的热特性，因此整星状态下电缆的温度分布是有效开展热特性分析的重要参数。在卫星地面热真空/热平衡试验以及在轨飞行中，未对星上功率电缆温度参数进行测量，因此会影响该型号星上电缆热特性的全面、有效的分析，其热设计的校核也缺乏相关数据的支持。

为此，本文结合卫星在轨工作状况，对星上功率电缆的热特性进行了理论计算和试验验证，通过对计算结果和试验数据的对比分析，旨在获得不同工况下的星上功率电缆热特性及其影响因素。

1 电缆热分析

1.1 电缆热流密度

因捆扎的星上电缆束的散热条件比其余电缆差，因此，选取捆扎电缆作为热特性对象，作为热分析的输入参数，首先应获取电缆的功率损耗热流密度。假设卫星整星设计功率为3 000 W，母线电压取42 V，则单侧母线电缆最大电流约为36 A。以瑞侃公司的22#电缆为例，由18根正线和22根负线组成，其线径约为1 mm，电阻为0.052 5 Ω/m，假设电缆捆扎宽度约为20 mm，则捆扎部位热流密度约为219 W/m2。……