助航燈光系統(tǒng)回路電纜故障分析與定位研究

唐平

（四川華西安裝工程有限公司，成都 6 10045）

1 引言

科技的進(jìn)步帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民的生活水平隨之提高。這樣的可觀形勢反應(yīng)在人們的出行方式上，就是出行的方式變得多樣化，特別大家都在追求精神生活的豐富，所以航空旅行就成為了首選。這對于航空產(chǎn)業(yè)來說是一個(gè)機(jī)遇，但同時(shí)給航空機(jī)場的各項(xiàng)安全保障設(shè)施提出了一個(gè)新的挑戰(zhàn)。助航燈光系統(tǒng)主要是在機(jī)場航道夜晚或者能見度低的時(shí)候?yàn)轱w機(jī)降落提供燈光，主要電力來源于各種電纜發(fā)電，如果出現(xiàn)故障，最大可能就是電纜故障，電纜故障可分為多種，以下進(jìn)行詳細(xì)地分析。

2 助航燈光系統(tǒng)回路電纜的現(xiàn)狀

民航機(jī)場助航燈光系統(tǒng)是確保機(jī)場正常運(yùn)行和機(jī)場飛機(jī)起飛、降落階段飛行安全的重要設(shè)施，可以作為夜間和昏暗天氣下機(jī)場跑道和滑行道的重要指路標(biāo)志。目前，在電纜發(fā)生故障后，維護(hù)人員通常會在地面上反復(fù)進(jìn)行振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，檢測費(fèi)用很大，而且耗費(fèi)大量的時(shí)間。隨著各種實(shí)用方法的出現(xiàn)，其中使用最廣泛的跟蹤定位方法是數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和小波分析定位法，其特點(diǎn)是在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)錯(cuò)誤可以在短時(shí)間內(nèi)的得到有效地處理。在這個(gè)過程中，由于使用的行波大多數(shù)是全頻域信號，所以燈光回路系統(tǒng)的電纜在傳輸時(shí)，將受到電纜特征阻抗造成的影響，并且難以識別錯(cuò)誤反射的特定時(shí)間[1]。

3 助航燈光電纜故障原因的分析

3.1 元器件絕緣老化導(dǎo)致的故障

主要因素如下，如果長時(shí)間在高壓或高溫下使用絕緣電纜，可能會發(fā)生局部放電，并可能導(dǎo)致元器件出現(xiàn)部分老化的問題。由于助航所使用的電纜，在絕緣介質(zhì)內(nèi)部存在氣泡，可以在形成的電場中自由運(yùn)動(dòng)，這在一定程度上降低了元器件的絕緣性能。另外，電纜在使用中，外面的絕緣塑料滲入水，將會導(dǎo)其中的絕緣纖維產(chǎn)生水解現(xiàn)象，降低了絕緣性能。當(dāng)用浸油紙絕緣的電纜長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，電纜中的絕緣油會干燥并結(jié)晶，使絕緣紙變脆。如果電纜長時(shí)間鋪設(shè)，電纜長期在水中浸泡，由于其內(nèi)部還存在一些化學(xué)物質(zhì)，會使得電纜的絕緣介質(zhì)出現(xiàn)破裂和腐蝕現(xiàn)象。

3.2 材料缺陷問題導(dǎo)致的故障

在電纜出現(xiàn)的問題中，尤為重要的是材料缺陷所導(dǎo)致的故障，可以通過三個(gè)方面進(jìn)行探究：第一方面，存在使用質(zhì)量不合格的材料生產(chǎn)電纜的現(xiàn)象。這部分問題主要是鉛(鋁)護(hù)層留下的缺陷，將會使得電纜外面的絕緣包裝存在相應(yīng)的問題。第二方面，絕緣不能得到很好地保持或控制，出現(xiàn)電纜潮濕，臟污或老化現(xiàn)象。第三方面，電纜附件生產(chǎn)不良，電纜在制造過程中受人和環(huán)境因素的影響。

3.3 鋪設(shè)施工質(zhì)量導(dǎo)致的故障

影響鋪設(shè)施工質(zhì)量的主要因素如下，電纜鋪設(shè)不符合要求和規(guī)定。在鋪設(shè)過程中，拉力過大，使用的工具和設(shè)備不正確，電纜護(hù)套受到機(jī)械損壞，則會導(dǎo)致故障。過載操作。由于長期過載操作，將會導(dǎo)致所使用的電纜溫度處于高溫的狀態(tài)。當(dāng)溫度上升，就會嚴(yán)重影響施工的質(zhì)量，進(jìn)而導(dǎo)致電纜的使用出現(xiàn)較多的故障問題[2]。

只有全面分析和掌握電纜故障產(chǎn)生的因素，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不僅有助于快速找到故障點(diǎn)，還可以提高電纜結(jié)構(gòu)質(zhì)量，降低故障率，對延長電纜的使用壽命是有益的。

4 助航燈光系統(tǒng)回路電纜故障檢測的幾種常用方法分析

4.1 采用電橋法檢測故障

在助航燈光系統(tǒng)回路電纜故障檢測中，可以采用電橋法檢測分析。基于此種方法可以明確測量方式，并有效地解決低溫組態(tài)以及電纜開路的問題，作出進(jìn)一步的研究分析，同時(shí)這也是一種常用的故障檢測手段。采用電橋法檢測故障依據(jù)的原理是惠斯登電橋，通過體現(xiàn)出的電阻與長度呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，能夠?qū)崿F(xiàn)電阻調(diào)整操作，從而實(shí)現(xiàn)平衡電橋的處理方式。采用此種方式的優(yōu)點(diǎn)在于方便和快捷。

4.2 采用低壓脈沖反射法檢測故障

在電纜檢測中，還可以采用低壓脈沖方法。采用此種方法可以針對低阻故障和斷線故障進(jìn)行檢測。主要的施工步驟和原理如下，電波在進(jìn)行傳播時(shí)，面臨不平均的線路阻抗，則會在回路上出現(xiàn)反射現(xiàn)象?；静襟E是，將脈沖電壓信號注入故障電纜的頭端，當(dāng)脈沖遇到阻抗不匹配點(diǎn)，通過入射線時(shí)發(fā)生反射波動(dòng)和反射行進(jìn)時(shí)間進(jìn)行測距。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡單和直觀，不需要知道電纜長度等原始數(shù)據(jù)，也可以區(qū)分誤差類型。因此，本文采用這種方法研究電纜的故障位置。

5 助航燈光系統(tǒng)回路電纜故障定位的分析

5.1 采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和小波分析定位的分析

在檢測回路電纜故障定位研究中，可以借助數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和小波分析定位的研究領(lǐng)域做出指導(dǎo)分析。在數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)研究面次上，主要是通過數(shù)學(xué)微積分和概率幾何學(xué)進(jìn)行研究。對此，可以提供一定的非線性濾波技術(shù)，能夠保證對信號本體的特征做出分析。另外，采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和小波分析定位方式，可以及時(shí)準(zhǔn)確地診斷故障。因?yàn)橹綗艄庀到y(tǒng)回路電纜故障的原因多種多樣，比如，信號峰值出現(xiàn)較大的變化，將會比靜態(tài)的信號所傳達(dá)的故障還要多。為此，采用此種故障定位方式，并借助傅里葉小波變換體系，能夠?qū)π盘柕陌l(fā)生值作出精準(zhǔn)地標(biāo)注。同時(shí)，基于此種特性，為故障定位提供了一種良好的檢測手段。根據(jù)檢測指數(shù)的數(shù)值來計(jì)算，這是其他數(shù)學(xué)分析方法難以實(shí)現(xiàn)的。

5.2 采用低壓脈沖反射法分析定位的分析

電纜故障測試基于以下原理，線路的阻抗不均勻，并且當(dāng)波通過傳輸線傳輸時(shí)出現(xiàn)相反的情況。在測試期間，低壓脈沖被注入電纜，當(dāng)它們沿著電纜傳播到阻抗不匹配點(diǎn)時(shí)，它們被反射回測量點(diǎn)并記錄在儀器上?？梢酝ㄟ^識別由低壓脈沖產(chǎn)生的反射脈沖的極性來確定電纜故障的類型。在助航光纜鋪設(shè)過程中，通過接頭或T型進(jìn)行連接處理。結(jié)合低壓脈沖反射分析的原理，接頭的存在將會在一定程度上限制電纜的使用，并進(jìn)一步出現(xiàn)反射現(xiàn)象，這使得波形復(fù)雜。采用低壓脈沖反射法分析定位研究分析接頭處的反射波形，從而增加了識別率。另外在這些反射研究上，借助濾波器設(shè)備消除了大量的噪聲問題，因此不會影響本實(shí)驗(yàn)的測量精度。

5.3 采用濾波器設(shè)計(jì)定位的分析

為了提高測距的準(zhǔn)確性，必須采用高頻率。如果在設(shè)備的選擇上，出現(xiàn)頻率高的情況，那勢必會對測距定位造成一定的限制，同時(shí)也會收集到大量的噪聲。另外，當(dāng)存在的噪聲信號存在較大干擾時(shí)，故障行波的起點(diǎn)將會出現(xiàn)精準(zhǔn)性降低的問題。因此，需要采用有效的噪聲消除方法來消除噪聲，保持有用信號最大化，并改善所收集信號的信噪比。在行波測距期間，采集的行波信號可以有效消除白噪聲。采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)研究方式降噪，可有效地消除脈沖噪聲，這提高了故障定位的準(zhǔn)確性。

6 結(jié)語

綜上所述，由于各種原因?qū)е轮綗艄庀到y(tǒng)回路電纜出現(xiàn)故障，無法保證助航燈光系統(tǒng)正常的工作時(shí)，必須采取相應(yīng)的措施和研究方案解決問題。只有及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的故障，或者在故障前進(jìn)行安全排查，才能從源頭上避免故障的發(fā)生。另外，需要及時(shí)準(zhǔn)確地找到導(dǎo)致故障出現(xiàn)的原因，進(jìn)一步保證飛機(jī)的飛行安全性和可靠性，進(jìn)而保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。如今，需要采取相應(yīng)的措施，盡量減少電纜造成的問題，從而促進(jìn)助航燈光系統(tǒng)在機(jī)場航道中作用的發(fā)揮，同時(shí)，對于此項(xiàng)目的研究，也是目前社會廣泛關(guān)注的課題。