[发明专利]一种飞机故障电弧检测方法

说明书

本发明涉及一种飞机故障电弧检测方法，基于能量比方选取近似最优小波基，用其对采集的电流信号进行小波分解，提取小波高频分量周期标准差作为典型特征，利用基于该特征的综合判据检测故障电弧。本发明采用能量比方法选取了最能够凸显飞机故障电弧特征的Db3小波作为分解信号的基小波，对采集的电流信号进行小波分解，提取d₂信号，利用小波高频分量周期标准差作为航空故障电弧的时频域特征，将飞机故障电弧时域特征与时频域特征相结合，提供一种包含电流小波分解高频系数的周期标准差、电流上升率和可疑电弧连续出现周期数三层判据的综合检测识别算法，提高了飞机故障电弧检测的可靠性。

技术领域

本发明涉及飞机(包括军用和民用飞机)低压故障电弧的检测领域，具体涉及飞机上的电线或电缆的故障电弧的检测方法。

背景技术

随着航空、计算机、电传等领域的高速发展，飞机工业水平得到显著提升，机载电气设备日益增多，大量现代飞机的飞控系统也由原始的机械操控变为了先进的电传控制，同时科研人员正在大力推进多电飞机、全电飞机的研制。因此，机载电气设备数量进一步增加是飞机未来发展的必然趋势。电气设备的增多必然使得飞机的供配电网络更加复杂，飞机电缆的布设更加密集，据统计飞机电缆的总长度可达到上百千米。

技术革新使得性能提升的同时也暴露出了严重的安全问题，飞机故障电弧就是其中之一。由于飞机所处的工作环境十分恶劣，长期处于高温、严寒、潮湿、太阳辐射、沙尘、震动等环境中，航空电缆或电气设备接头很有可能出现绝缘层破损、连接松动、插头接触不良等问题，这些问题都有可能会导致裸露的电极击穿空气电离进而引发故障电弧的情况。

飞机在飞行过程中若出现故障电弧极有可能会导致信号传输失效、引燃周围易燃物引发飞机火灾等事故，严重影响飞行安全。其中几起较为典型的案例有20世纪末，洛克希德的L1011三星客机、波音公司的波音757客机、Bond公司的A5332L直升机等多种型号的飞机都因故障电弧导致通信故障，引发严重的飞行事故；同样是由于电弧故障，1996年7月17日，一架波音747-100型飞机出现电弧故障引燃油箱引发严重火灾，212名乘客及18名机组人员全部遇难；1998年9月2日，一架麦德MD-11飞机由于电弧故障引燃周围易燃物导致飞机火灾，全机207名乘客及22名机组人员全部遇难；2000年7月25日，著名的协和号客机电缆断裂诱发电弧引燃了油箱，爆发严重火灾后坠机，最终导致100名乘客及9名机组人员死亡。由此可见，飞机电弧故障严重威胁飞行安全，装配有效地故障电弧识别断开装置十分必要。

除去机械部件强力切断电缆产生电弧的情况，一般故障电弧的产生往往较为隐蔽。由于目前飞机上没有安装专门的故障电弧识别断开装置，故障电弧的电流又很小，常规的熔断器、断路器、SSPC等装置都不能有效识别故障电弧，一旦飞机的某个部位发生故障电弧，并达到能够持续燃弧的条件，长时间燃弧发出的高热量极有可能会引燃电弧周围的易燃物，从而导致飞机该部位起火，如果不能有效控制甚至会出现更加严重的飞行事故。

因此，飞机故障电弧危害大、检测困难，十分值得关注和探索。针对目前飞机故障电弧研究不足、检测算法可靠性低的现状，研究和探索飞机故障电弧的检测识别方法是十分必要的。

发明内容

本发明的主要目的是克服现有技术的缺点，提供一种基于小波变换综合判据的飞机故障电弧识别方法，提高飞机故障电弧检测的有效性和可靠性。

本发明采用如下技术方案：

一种飞机故障电弧检测方法，基于能量比法选取近似最优小波基，用其对采集的电流信号进行小波分解，提取小波高频分量周期标准差作为典型特征，利用三层判据检测故障电弧，所述三层判据具体为小波分解高频分量的周期标准差、电流上升率和可疑电弧连续出现周期数。该检测方法步骤如图1所示。