本發(fā)明涉及飛機(jī)直流電弧故障，特別涉及一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著多電飛機(jī)和全電飛機(jī)的發(fā)展，飛機(jī)配電系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，線路出現(xiàn)故障的概率也會(huì)增加。航空電纜大多在振動(dòng)環(huán)境中運(yùn)行，由于飛機(jī)的頻繁起降，電纜通常位于溫度和濕度變化較大的位置。這些因素將導(dǎo)致接線松動(dòng)和絕緣損壞，從而引發(fā)電弧故障。電弧會(huì)產(chǎn)生高溫，很容易點(diǎn)燃飛機(jī)上的其他機(jī)載設(shè)備，引起火災(zāi)，給飛機(jī)和機(jī)上人員帶來巨大的安全隱患。飛機(jī)直流電氣系統(tǒng)發(fā)生電弧故障時(shí)，現(xiàn)有的固態(tài)功率控制器（sspc）很難實(shí)現(xiàn)電弧的可靠在線檢測，長時(shí)間電弧故障所產(chǎn)生的高溫會(huì)進(jìn)一步引發(fā)電氣火災(zāi)，嚴(yán)重影響機(jī)上設(shè)備和人員的安全。由于串聯(lián)電弧的電流值小于正常電流，傳統(tǒng)的過流保護(hù)裝置無法有效檢測出故障，需要增加故障電弧檢測裝置，因此對(duì)航空系統(tǒng)串聯(lián)故障電弧檢測技術(shù)的研究具有重要意義。

2、背景技術(shù)部分中公開的上述信息僅僅用于增強(qiáng)對(duì)本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構(gòu)成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備，通過對(duì)系統(tǒng)回路的電流信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測，計(jì)算電流信號(hào)的峰峰值和頻譜面積，通過滑動(dòng)時(shí)間窗的方式將計(jì)算得到的特征值比值與閾值進(jìn)行對(duì)比，能夠?qū)崿F(xiàn)飛機(jī)直流電弧故障的準(zhǔn)確、可靠檢測，解決了現(xiàn)有飛機(jī)電弧故障檢測方法難以快速、準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)故障檢測的難題，所提方法能夠適應(yīng)串聯(lián)、并聯(lián)和振動(dòng)電弧不同的故障類型。

2、一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法包括：

3、測量模擬飛機(jī)直流電弧故障的回路一個(gè)時(shí)間窗的電流數(shù)據(jù)并計(jì)算該時(shí)間窗內(nèi)電流的平均值，所述電流數(shù)據(jù)通過高通濾波器后計(jì)算峰峰值和頻譜面積值，峰峰值為一個(gè)時(shí)間窗內(nèi)電流最大值和最小值的差值；

4、利用電流平均值判斷電路是否斷路，根據(jù)平均值的變化選擇閾值區(qū)間，當(dāng)平均值發(fā)生增大時(shí)，選取用于判斷并聯(lián)故障的閾值進(jìn)行故障判斷，如果平均值減小則選擇取用于判斷串聯(lián)故障的閾值進(jìn)行故障判斷；

5、計(jì)算峰峰值和頻譜面積與其歷史值的比值；

6、根據(jù)不同類型電弧的故障特性，以及預(yù)設(shè)的不同的峰峰值和頻譜面積比值的閾值，將所述比值與閾值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)比值達(dá)到閾值時(shí)，對(duì)應(yīng)的標(biāo)志量加一；

7、根據(jù)當(dāng)前各標(biāo)志量的狀態(tài)，結(jié)合電流平均值的變化趨勢，選取相應(yīng)的故障判斷條件判斷電弧故障是否發(fā)生。

8、所述的一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法中，時(shí)間窗的為10ms。

9、所述的一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法中，所述電流數(shù)據(jù)通過截止頻率為100hz的高通濾波器后計(jì)算峰峰值和頻譜面積值。

10、所述的一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法中，計(jì)算峰峰值和頻譜面積與其歷史值的比值包括將隨時(shí)間流動(dòng)獲取的最新一個(gè)時(shí)間窗的峰峰值和頻譜面積與0.5s前連續(xù)5個(gè)時(shí)間窗的峰峰值和頻譜面積的歷史平均值相比。

11、所述的一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法中，不同類型電弧包括串聯(lián)電弧、并聯(lián)電弧和振動(dòng)電弧。

12、所述的一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法中，頻譜面積值的計(jì)算公式如下：

13、，

14、，

15、其中i(f)為每個(gè)時(shí)間窗經(jīng)過快速傅里葉變換后得到的頻譜，n和m為當(dāng)選取所要計(jì)算的頻譜面積橫軸起始頻率和終止頻率對(duì)應(yīng)相距最近的數(shù)據(jù)點(diǎn)編號(hào)；f0為電流經(jīng)過快速傅里葉變換后頻譜的頻率分辨率，fs為采用率，n為采樣點(diǎn)數(shù)，頻率分辨率反映電流某段頻帶范圍的能量大小。

16、所述的一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法中，當(dāng)電弧故障未發(fā)生時(shí)，峰峰值與其歷史值的比值接近1和頻譜面積值與其歷史值的比值接近1。

17、一種飛機(jī)直流電弧故障檢測系統(tǒng)包括，

18、回路，其用于模擬飛機(jī)直流電弧故障；

19、測量單元，其用于連接所述回路并測量回路一個(gè)時(shí)間窗的電流數(shù)據(jù)并計(jì)算該時(shí)間窗內(nèi)電流的平均值，所述電流數(shù)據(jù)通過高通濾波器后計(jì)算峰峰值和頻譜面積值，峰峰值為一個(gè)時(shí)間窗內(nèi)電流最大值和最小值的差值；

20、判斷單元，其用于利用有效值判斷電路是否斷路，并判斷回路的電流的變化趨勢，為后續(xù)的閾值選擇提供依據(jù)；

21、計(jì)算單元，其用于計(jì)算峰峰值和頻譜面積與其歷史值的比值，根據(jù)不同類型電弧的故障特性，以及預(yù)設(shè)的不同的峰峰值和頻譜面積比值的閾值，將所述比值與閾值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)某一比值達(dá)到閾值時(shí)，對(duì)應(yīng)的標(biāo)志量加一；根據(jù)當(dāng)前各標(biāo)志量的狀態(tài)，結(jié)合電流平均值的變化趨勢，選取相應(yīng)的故障判斷條件判斷電弧故障是否發(fā)生。

22、一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，所述存儲(chǔ)介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)其在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行所述的方法。

23、一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括：

24、存儲(chǔ)器，處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其中，

25、所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的方法。

26、和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明提出了峰峰值和頻譜面積作為實(shí)現(xiàn)電弧故障檢測的關(guān)鍵指標(biāo)；將特征值以滑動(dòng)時(shí)間窗的方式與歷史值作比值，實(shí)現(xiàn)了特征值的歸一化，并由閾值比較的方式實(shí)現(xiàn)故障檢測；考慮了串聯(lián)、并聯(lián)和振動(dòng)電弧三種不同電弧故障類型下的故障特征，并且搭建了機(jī)上實(shí)際負(fù)載類型電路，能較好地模擬機(jī)上電弧故障特殊的環(huán)境，為檢測方法的提出奠定基礎(chǔ)且檢測精度高。

技術(shù)特征：

1.一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法，其特征在于，優(yōu)選的，時(shí)間窗的為10ms。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法，其特征在于，所述電流數(shù)據(jù)通過截止頻率為100hz的高通濾波器后計(jì)算峰峰值和頻譜面積值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法，其特征在于計(jì)算峰峰值和頻譜面積與其歷史值的比值包括將隨時(shí)間流動(dòng)獲取的最新一個(gè)時(shí)間窗的峰峰值和頻譜面積與0.5s前連續(xù)5個(gè)時(shí)間窗的峰峰值和頻譜面積的歷史平均值相比。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法，其特征在于，不同類型電弧包括串聯(lián)電弧、并聯(lián)電弧和振動(dòng)電弧。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法，其特征在于，當(dāng)電弧故障未發(fā)生時(shí)，峰峰值與其歷史值的比值接近1和頻譜面積值與其歷史值的比值接近1。

7.一種飛機(jī)直流電弧故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，其包括，

8.一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述存儲(chǔ)介質(zhì)包括計(jì)算機(jī)指令，當(dāng)其在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法。

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，所述電子設(shè)備包括：

技術(shù)總結(jié)
一種飛機(jī)直流電弧故障檢測方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備，方法中，測量回路一個(gè)時(shí)間窗的電流數(shù)據(jù)并計(jì)算該時(shí)間窗內(nèi)電流的平均值，所述電流數(shù)據(jù)通過高通濾波器后計(jì)算峰峰值和頻譜面積值，峰峰值為一個(gè)時(shí)間窗內(nèi)電流最大值和最小值的差值；利用有效值判斷電路是否斷路，并判斷回路的電流的變化趨勢，為后續(xù)的閾值選擇提供依據(jù)；計(jì)算峰峰值和頻譜面積與其歷史值的比值，根據(jù)不同類型電弧的故障特性，分別預(yù)設(shè)不同的峰峰值和頻譜面積比值的閾值，將所述比值與閾值進(jìn)行對(duì)比，當(dāng)某一比值達(dá)到閾值時(shí)，對(duì)應(yīng)的標(biāo)志量加一；根據(jù)當(dāng)前各標(biāo)志量的狀態(tài)，結(jié)合電流平均值的變化趨勢，選取相應(yīng)的故障判斷條件判斷電弧故障是否發(fā)生。

技術(shù)研發(fā)人員：熊慶,張鈞益,唐逸杰,李江涵,莊毅,張其旺,岳彩彤,王致文,龔夏,汲勝昌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安交通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6