[發明專利]一種用于多電飛機直流系統的電弧檢測方法

有效

• 申請號: 201910674166.4
• 申請日: 2019-07-23
• 公開（公告）號: CN110308377B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 江軍;趙銘鑫;文哲;張潮海
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12
• 代理公司: 青島易維申知識產權代理事務所(普通合伙) 37310
• 代理人: 于正友

本發明公開了一種用于多電飛機直流系統的電弧檢測方法，利用一種非接觸式、抗電磁干擾的弧光傳感方式檢測多電飛機直流系統的電弧故障。該用于多電飛機直流系統的電弧檢測方法包括典型電弧發生單元、弧光采集單元，電弧光信號處理單元、電弧故障判別與輸出單元。其中電弧光采集單元由光學組件、背照式CCD探測器及圖像采集與轉換模塊組成，用于測量和采集電弧的光波長分布。電弧光特征提取單元包含電弧光信號預處理，電弧光信號降噪，電弧光信號分析與特征參數提取部分。根據提取出有效的電弧光特征，選擇光電探測器，判斷目標多電飛機直流系統是否發生電弧故障，并輸出結果。本發明不受電磁干擾影響，具有較高的故障檢測精確度，為保證多電飛機直流系統正常運行提供支撐。

技術領域

本發明屬于在線監測以及故障檢測領域，尤其涉及一種用于多電飛機直流系統的電弧檢測方法。

背景技術

隨著航空航天技術的持續進步和發展，航空航天裝備在人們的出行、國家的國防戰略中的作用和地位日趨重要。飛機作為最常見和最普遍的航空航天裝備，航空公司希望通過節約飛機空間降低每座/公里的支出，渴望能夠實現綠色低碳的愿景。由此，飛機上重型機械系統，例如空氣起動器管道系統和熱空氣防冰系統的消除迫在眉睫。多電飛機利用電氣替代這種大空間高質量的系統將提供顯著的飛機效率益處，從而由于降低的燃料消耗而導致更好的環境性能，成為當的發展趨勢。

多電飛機的特征是具有大容量的供電系統和廣泛采用電力作動技術。由于直流系統具有起動和發電功能，適合應用于多電飛機的供電系統中。同時，由于多電飛機對電氣容量的高需求，飛機高壓直流電源系統成為多電飛機的主要供電系統。

隨著多電飛機概念的快速發展，為了優化飛機的功率重量比，滿足更大的電力需求并提高飛機能量供應系統的效率，飛機中的電氣系統電壓增加到270V甚至更高。然而，更高的電壓會帶來更多的安全隱患問題，其中之一就是直流電弧故障。電弧是是氣體放電中最強烈的一種自持放電現象，不用很高的電壓就能維持相當長時間的電弧穩定燃燒而不熄滅。電弧的溫度可達到上萬攝氏度甚至更高同時含有強輻射，在電弧區的任何固體、液體或氣體在電弧作用下都會產生強烈的物理及化學變化，極易引起火災，因此亟需開發一種準確可靠的多電飛機直流系統的電弧檢測方法。

發明內容

發明目的：

本發明的目的就在于解決上述問題，提供一種用于多電飛機直流系統的電弧檢測方法，利用一種非接觸式、抗電磁干擾的弧光傳感方式檢測多電飛機直流系統的電弧故障。該用于多電飛機直流系統的電弧檢測方法包括典型電弧發生單元、弧光采集單元，電弧光信號處理單元、電弧故障判別與輸出單元。其中電弧光采集單元由光學組件、背照式CCD探測器及圖像采集與轉換模塊組成，用于測量和采集電弧的光波長分布。電弧光特征提取單元包含電弧光信號預處理，電弧光信號降噪，電弧光信號分析與特征參數提取部分。根據提取出有效的電弧光特征，選擇光電探測器，判斷目標多電飛機直流系統是否發生電弧故障，并輸出結果。本發明不受電磁干擾影響，具有較高的故障檢測精確度，為保證多電飛機直流系統正常運行提供支撐。

技術方案：

本發明為實現上述目的，具體的系統如下：

一種用于多電飛機直流系統的電弧檢測系統包括直流電弧發生器，弧光采集單元，電弧故障判別與輸出單元。

弧光采集單元對準電弧發生器，用于采集直流電弧光。包括：光學組件，背照式CCD探測器，圖像采集與轉換模塊。光學組件與背照式CCD探測器入口通過光路相連，背照式CCD探測器圖像采集與轉換模塊電氣相連；電弧光信號處理單元與弧光采集單元連接，用于處理采集到的直流電弧光信號。電弧光信號處理單元中，對電弧光信號依次進行電弧光信號預處理，電弧光信號降噪，電弧光波長特征參數提取處理；電弧故障判別與輸出單元用于判斷檢測目標是否發生電弧故障并輸出結果。在電弧光信號處理單元獲取電弧波長特征的基礎上，根據電弧波長特征參數選擇電弧故障判別與輸出單元中的光電探測器，安裝在檢測目標處，分析并輸出檢測結果。

基于上述系統，采用如下技術方案：