载人航天器高压供配电安全性设计

南洪涛，刘宏泰，王林涛

（中国空间技术研究院 载人航天总体部，北京 100094）

0 引言

国际空间站采用160 V 的供电母线高压供电[1]，优点在于一方面减少了导线上的功率损失，另一方面减轻了供电导线的重量。我国选用100 V 以上电压作为一次母线的航天器发展较晚，对母线的安全性设计及控制缺少经验和规范，尤其在载人航天领域，高压供电的安全性设计及控制要求显得更为迫切和重要。

本文的目的在于通过分析和总结我国载人航天器100 V 高压安全设计及实践情况，证明这种高压安全设计合理、可靠、安全，可作为载人航天型 号高压安全设计及控制的标准规范，对我国后续空间站工程也具有重要的借鉴意义。

1 供配电系统构成

高压体制的载人航天器供电系统由太阳电池阵、蓄电池、母线调节设备以及配电器组成。由于载人航天器功率高、舱体大、不同供电电压负载分布较分散，载人航天器配电体系采用了区域配电方式，形成了区域隔离二次母线，以防止二次母线上单台设备故障影响一次母线和其他区域二次母线的安全，如图1所示。

图1 载人航天器供配电系统原理框图Fig.1 Block diagram of the power supply system for manned spacecraft

对于采用100 V 高压供电的载人航天器，其安全性设计及控制主要存在以下难点：

1）供电安全的环节多、范围广，从发电装置到连接装置，再到转换装置，最后传输到负载，这 一系列过程都涉及安全性及可靠性的内容[2]。

2）如果高电压串入低压设备会导致故障蔓延，对于关键负载，供电故障将会影响任务成败。……