基于時域反射法的航空導(dǎo)線絕緣故障檢測與分析

陳彥

摘要：進行航空導(dǎo)線的絕緣故障監(jiān)測，如果是小范圍的絕緣故障檢測，可通過分析反射系數(shù)的變化規(guī)律得到結(jié)論。但是隨著絕緣損壞量的增加，在故障檢測中階躍波優(yōu)于脈沖波;短路故障監(jiān)測工作中，隨著反射系數(shù)的變化率加快;于時域反射法（TDR）建立了TDR波形，仿真絕緣層沿徑向發(fā)生變化時其特征阻抗，反映故障的特征，一定程度上利用從TDR波形上辨別出來絕緣故障。入射波上升時間增長，反射脈沖變寬，幅值降低，對于相同的絕緣損壞量，絕緣層薄的導(dǎo)線反射系數(shù)大，易檢測出來;波入射上升時間越短，但反射脈沖變窄，要求高采樣頻率。

關(guān)鍵詞：時域反射法;航空導(dǎo)線;絕緣故障檢測

建立在反射系數(shù)變化規(guī)律基礎(chǔ)上的航空導(dǎo)彈絕緣故障數(shù)據(jù)模型，是采用仿真模型建立的方式，對于適應(yīng)反射法的航空導(dǎo)線故障進行相應(yīng)的分析和檢測，采用模型法對TDR波形的影響以及絕緣損壞量的增加反射系數(shù)的變化率等進行計算。根據(jù)故障檢測中間躍波以及脈沖波等進行導(dǎo)線反射系數(shù)的分析，得出絕緣損壞量，以及特征阻抗值等。發(fā)現(xiàn)短路故障時，如果發(fā)生了阻抗降低到一定程度，小范圍的絕緣故障將經(jīng)過射波上升。波形的反應(yīng)，將故障特征，例如反射脈沖變窄，高采樣頻率增長，射波脈沖電寬等等加以顯現(xiàn)。

時域反射法概述

在民航機務(wù)維修中，時域反射法進行科學方法的運用，規(guī)避嚴重的后果，同時防止信號失誤造成的不穩(wěn)定運行情況，在一定程度上保障飛機導(dǎo)向，將飛機的各個部件運用仿真模型的方法，提高絕緣故障劍修率，進行動力電源數(shù)據(jù)的處置，并且做好控制信號的調(diào)整，保持飛機的持續(xù)適航性和安全性。使用反射法建立的航空導(dǎo)線，真實地反映出絕緣故障的情況，獲得飛機航電電氣操縱等系數(shù)，對于故障進行檢測，對于飛機導(dǎo)向故障來說，保障飛機各部件，防止信號不夠帶來的系統(tǒng)不正常的情況發(fā)生。一旦發(fā)生飛機導(dǎo)線故障，進行準確判斷的方式可以采用相應(yīng)的方法，診斷路導(dǎo)致飛機操控系統(tǒng)不正常、指示儀表不穩(wěn)定等的故障。

航空導(dǎo)線故障檢測

飛機導(dǎo)線的故障包括了斷路故障和短路故障，采用的方法如雙端法和短端法。在故障定位準確性上，防止導(dǎo)線兩端出現(xiàn)系統(tǒng)阻抗影響，將飛機結(jié)構(gòu)限制加以去除。例如在單段法上測距一般較為迅速和便捷。診斷和定位，通過數(shù)字化運技術(shù)運用速度非常快，例如時域反射法進行故障的測距，不需要對導(dǎo)線的截幾何特征，如截面積導(dǎo)線長度等進行預(yù)支，而是采用安裝于各金屬構(gòu)架之間的乘數(shù)限制，將導(dǎo)線兩端進行測試，這一方法針對飛機導(dǎo)線的連續(xù)故障和局部故障能夠運用高斯包絡(luò)信號作為參考信號。在信號的視頻相關(guān)運算中，針對航空導(dǎo)向絕緣故障，確定故障的位置和類型，分析導(dǎo)線絕緣層，對于反射系數(shù)之間的關(guān)系，導(dǎo)線的特征阻抗，導(dǎo)線特征阻抗變化以及入射波上升時間等能夠給出導(dǎo)線故障定位，研究出導(dǎo)線的硬性故障。鑒于此，利用低壓脈沖信號反射和傳輸原理，在自相關(guān)算法中得到了小波包去噪的故障點反射信號的準確定位。低壓脈沖反射法，采用外力對導(dǎo)線的特征阻抗改變進行測試，建立在時域反射原理之上，進行故障檢測。故障檢測過程中向待測導(dǎo)線的一端發(fā)射脈沖，形成了參考信號和反射信號之間的時間間隔，以此作為導(dǎo)線幾何特征變化的測量依據(jù)，使得導(dǎo)線參考信號能夠通過計算得到相應(yīng)的測試端的距離。根據(jù)飛機導(dǎo)線傳輸線原理，在電阻電導(dǎo)電容電感等相互連接的狀態(tài)下，利用導(dǎo)線故障交界面處電壓連續(xù)條件，得到了入射波電壓和反射波電壓之間的比值。例如在公式中，導(dǎo)線故障點的復(fù)雜阻抗，特征阻抗和電壓的角頻率等：

通過公式得到計算得出了反射信號與參考信號同方向的脈沖值。在進行故障點導(dǎo)線側(cè)端指的距離以及參考信號，在分析導(dǎo)線中的傳播速度等計算的時候，運用故障點距導(dǎo)線測試端的距離計算公式，可以得到相應(yīng)的反射信號和參考信函之間的時間間隔。

反射信號去噪處理

小波包去噪的關(guān)鍵的是如何選取閾值，直接關(guān)系到信號去噪的質(zhì)量。用于現(xiàn)場飛機導(dǎo)線故障診斷，在不同頻帶反應(yīng)信號進行處理的過程中，經(jīng)過高頻部分的進一步分解，直接進行信號去噪質(zhì)量的取值，確定高頻部分的闞值，時容易發(fā)生空間電磁干擾，在得到相應(yīng)的重構(gòu)的方法，運用在自適應(yīng)算法選擇的過程中，行自適應(yīng)闞值選擇算法，采用不同的算法確定閾值。采用基于估計原理的自適應(yīng)閾值選擇算法，對于信號平臺進行多層次劃分，計算高頻部分反射脈沖的故障定位誤差和起始點等，適合對低壓脈沖反射信號進行噪聲抑制，確定高頻部分的閾值的浮動閾值產(chǎn)生了高壓設(shè)備中的高頻振蕩，部分這是不可避免的電子干擾，利用小波分析延伸出來的信號進行小波包算法，來選擇算法來確定低頻部分的閾值。對于低頻部分相應(yīng)的去噪效果，采用基于信號能量原理擁有較好的特點，將由于小波包分解系估計值最小化，對應(yīng)給定閾值，數(shù)在不同頻帶反映信號的不同特征，小波包去噪關(guān)鍵是的不同特征下，采用估計原理，進才例如能量原理浮動砍，只選擇算法就能確定出低頻部分的闞值。

自相關(guān)算法故障測試

在導(dǎo)線故障定位中，經(jīng)過小波包去噪處理之后，飛機導(dǎo)線故障定位的中心思想就是可以運用信號的自相關(guān)函數(shù)確定自相關(guān)算法，根據(jù)公式確定故障反射信號與 參考信號的時間間隔。保持了相應(yīng)的突變特性。進行觀察后，利用參考信號和反射信號之間的實現(xiàn)間隔，確定延時的時間。

實驗驗證與分析

采用的實驗裝置為飛機導(dǎo)向故障診斷系統(tǒng)，包含了任意波段發(fā)生器故障，導(dǎo)線發(fā)射方波以及工控機等。采用工控機作為控制核心，配置以windowsXP操作系統(tǒng)和茶草，運用任意波形發(fā)射器向故障導(dǎo)線的一端發(fā)射方波低壓脈沖，采用VC編制數(shù)據(jù)，調(diào)用小波包分析和自相關(guān)函數(shù)，采用總線結(jié)構(gòu)進行信號的傳輸和處理，整個系統(tǒng)在主程序的組織管理下，控制了硬件電路，驗證出故障診斷與定位方法的有效性，完成了反射信號采集參考信號發(fā)射數(shù)字信號處理故障類型診斷和位置計算等工作。

進行導(dǎo)線故障診斷，要采用小波包算法進行去噪處理，分別對斷路故障和短路故障進行反射信號的分析。根據(jù)實驗結(jié)果看到了低壓脈沖反射法中得到的原始波形，采用小波包算法，根據(jù)故障診斷理論，進行原始波形圖的論證，運用作的坐標系橫軸為采樣點數(shù)，豎軸為信號的振幅。

采用自相關(guān)算法得到飛機導(dǎo)線的短路故障點，對于斷路故障點的定位誤差進行分析。根據(jù)分析對比發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過小波包去噪處理之后，可以計算自相關(guān)函數(shù)所提供的函數(shù)，確定了參考信號和反射信號的時間間隔。

結(jié)語

機務(wù)維修中要根據(jù)相應(yīng)的參數(shù)，提高故障定位的準確度，采用自種方法定位結(jié)果是較為準確的。結(jié)語，飛機導(dǎo)線短路故障和斷路故障，經(jīng)過定位和診斷之后，根據(jù)低壓脈沖反射原理，利用小波包算法抑制了測距系統(tǒng)，將電磁信號的干擾加以去除，對反射信號進行多層分解和噪聲抑制之后，得到故障點的反射信號。此原理是低壓脈沖反射原理中重要的核心可以向?qū)Ь€測試的發(fā)射低壓脈沖參考信號，通過自相關(guān)線算法，獲得反射信號的時間間隔，準確確定故障點距導(dǎo)線測試端的距離，這種方法為民航機務(wù)維修提供重要的技術(shù)支持，而且計算起來較為簡單，同時也易于操作。

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