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

背景技術：

1、隨著多電飛機和全電飛機的發(fā)展，飛機配電系統(tǒng)變得更加復雜，線路出現(xiàn)故障的概率也會增加。航空電纜大多在振動環(huán)境中運行，由于飛機的頻繁起降，電纜通常位于溫度和濕度變化較大的位置。這些因素將導致接線松動和絕緣損壞，從而引發(fā)電弧故障。電弧會產生高溫，很容易點燃飛機上的其他機載設備，引起火災，給飛機和機上人員帶來巨大的安全隱患。飛機直流電氣系統(tǒng)發(fā)生電弧故障時，現(xiàn)有的固態(tài)功率控制器（sspc）很難實現(xiàn)電弧的可靠在線檢測，長時間電弧故障所產生的高溫會進一步引發(fā)電氣火災，嚴重影響機上設備和人員的安全。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，因此對航空系統(tǒng)串聯(lián)故障電弧檢測技術的研究具有重要意義。

2、背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本發(fā)明背景的理解，因此可能包含不構成本領域普通技術人員公知的現(xiàn)有技術的信息。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種飛機直流電弧故障檢測方法、系統(tǒng)、介質及設備，通過對系統(tǒng)回路的電流信號進行監(jiān)測，計算電流信號的峰峰值和頻譜面積，通過滑動時間窗的方式將計算得到的特征值比值與閾值進行對比，能夠實現(xiàn)飛機直流電弧故障的準確、可靠檢測，解決了現(xiàn)有飛機電弧故障檢測方法難以快速、準確實現(xiàn)故障檢測的難題，所提方法能夠適應串聯(lián)、并聯(lián)和振動電弧不同的故障類型。

2、一種飛機直流電弧故障檢測方法包括：

3、測量模擬飛機直流電弧故障的回路一個時間窗的電流數(shù)據(jù)并計算該時間窗內電流的平均值，所述電流數(shù)據(jù)通過高通濾波器后計算峰峰值和頻譜面積值，峰峰值為一個時間窗內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，當平均值發(fā)生增大時，選取用于判斷并聯(lián)故障的閾值進行故障判斷，如果平均值減小則選擇取用于判斷串聯(lián)故障的閾值進行故障判斷；

5、計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，以及預設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行對比，當比值達到閾值時，對應的標志量加一；

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

8、所述的一種飛機直流電弧故障檢測方法中，時間窗的為10ms。

9、所述的一種飛機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的高通濾波器后計算峰峰值和頻譜面積值。

10、所述的一種飛機直流電弧故障檢測方法中，計算峰峰值和頻譜面積與其歷史值的比值包括將隨時間流動獲取的最新一個時間窗的峰峰值和頻譜面積與0.5s前連續(xù)5個時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)電弧和振動電弧。

12、所述的一種飛機直流電弧故障檢測方法中，頻譜面積值的計算公式如下：

13、，

14、，

15、其中i(f)為每個時間窗經過快速傅里葉變換后得到的頻譜，n和m為當選取所要計算的頻譜面積橫軸起始頻率和終止頻率對應相距最近的數(shù)據(jù)點編號；f0為電流經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、所述的一種飛機直流電弧故障檢測方法中，當電弧故障未發(fā)生時，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、一種飛機直流電弧故障檢測系統(tǒng)包括，

18、回路，其用于模擬飛機直流電弧故障；

19、測量單元，其用于連接所述回路并測量回路一個時間窗的電流數(shù)據(jù)并計算該時間窗內電流的平均值，所述電流數(shù)據(jù)通過高通濾波器后計算峰峰值和頻譜面積值，峰峰值為一個時間窗內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、計算單元，其用于計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，以及預設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行對比，當某一比值達到閾值時，對應的標志量加一；根據(jù)當前各標志量的狀態(tài)，結合電流平均值的變化趨勢，選取相應的故障判斷條件判斷電弧故障是否發(fā)生。

22、一種計算機存儲介質，所述存儲介質包括計算機指令，當其在計算機上運行時，使得計算機執(zhí)行所述的方法。

23、一種電子設備，所述電子設備包括：

24、存儲器，處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其中，

25、所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)所述的方法。

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

技術特征：

1.一種飛機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)權利要求1所述的一種飛機直流電弧故障檢測方法，其特征在于，優(yōu)選的，時間窗的為10ms。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種飛機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的高通濾波器后計算峰峰值和頻譜面積值。

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

5.根據(jù)權利要求1所述的一種飛機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)電弧和振動電弧。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種飛機直流電弧故障檢測方法，其特征在于，當電弧故障未發(fā)生時，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。

7.一種飛機直流電弧故障檢測系統(tǒng)，其特征在于，其包括，

8.一種計算機存儲介質，其特征在于，所述存儲介質包括計算機指令，當其在計算機上運行時，使得計算機執(zhí)行如權利要求1-6任一項所述的方法。

9.一種電子設備，其特征在于，所述電子設備包括：

技術總結
一種飛機直流電弧故障檢測方法、系統(tǒng)、介質及設備，方法中，測量回路一個時間窗的電流數(shù)據(jù)并計算該時間窗內電流的平均值，所述電流數(shù)據(jù)通過高通濾波器后計算峰峰值和頻譜面積值，峰峰值為一個時間窗內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，分別預設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行對比，當某一比值達到閾值時，對應的標志量加一；根據(jù)當前各標志量的狀態(tài)，結合電流平均值的變化趨勢，選取相應的故障判斷條件判斷電弧故障是否發(fā)生。

技術研發(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
受保護的技術使用者：西安交通大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6