航空线路交流电弧故障多特征辨识方法研究

作     者：王洋 

作者单位：河北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：崔芮华

授予年度：2019年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

主      题：交流电弧故障 统计学参数 高阶累积量 马氏距离 检测装置 

摘      要：随着航空电气技术发展带动自动化水平的提高,机载电气设备数量和类型不断增加,配电系统容量提升,使得航空线缆数量大幅增多且线路结构更为复杂。飞机内部空间有限,线缆分布混杂,受摩擦、振动、应力等因素影响易造成绝缘层物理损坏,同时温度、湿度、化学侵蚀等因素会加速绝缘层分解老化、性能减弱,发生绝缘击穿的可能性增大,从而易导致间歇电弧故障的产生。由航空电缆损坏引发的交流电弧故障是航空电气系统的一个重大安全隐患,因此有必要开展航空交流电弧故障特征辨识与防护技术的研究,针对航空线束交流电弧故障设计一种专用的检测保护装置对于保障航空电气安全可靠具有重要的现实意义。本文参考国内外相关标准并借鉴现有航空电弧故障试验方法,根据不同工作情况开展了串并联两大类电弧故障模拟试验。串联包括点接触试验、接线端连接松动-振动试验;并联包括截断试验、湿弧轨迹试验和串话干扰免疫试验。试验过程中同步采集不同负载正常情况和电弧故障情况下的电流波形。借助于统计学方法并利用数学工具对电流数据进行特征提取对比分析,提出了三种电弧故障特征辨识方法:改进的变异系数辨识方法、对数相关系数辨识方法和高阶累积量结合马氏距离的辨识方法。针对可能影响三种特征辨识方法检测电弧故障判定结果的因素,分别从电源频率、采样频率变化两方面进行了方法可靠性验证分析。在特征辨识方法研究的基础上针对航空交流电弧故障设计了嵌入式检测装置,并制作了原理样机。借助模拟试验平台进行软硬件联合调试该样机的电弧故障检测功能,验证了本文提出的电弧故障辨识算法的可行性和通用性,对我国的航空交流电弧故障辨识技术具有参考意义和应用价值。