CN104569734B - 一种电缆网冗余线故障诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电缆网冗余线故障诊断方法，目的是对于电缆网冗余线的断线以及多线的故障进行检测。包括下列步骤：步骤1、确定短路网络结构；步骤2、计算出同一短路网络每2个内部芯点间的电阻理论值；步骤3、测量同一短路网络每2个内部芯点间的电阻实测值；步骤4、计算同一短路网络2个内部芯点间导通测试电阻实测值及其电阻理论值之间的误差，当误差超过指定的误差限时，判定为此2个内部芯点之间发生冗余线故障。本发明实现了冗余线故障诊断，而国内外尚无此类故障诊断方法，拓展了电缆网检测的技术领域，可应用于武器、运载火箭等型号电缆网中冗余线的故障诊断。

Description

一种电缆网冗余线故障诊断方法

技术领域

本发明属于电缆网冗余线故障诊断技术领域，具体涉及一种电缆网冗余线故障诊断方法。

背景技术

武器、运载火箭等大型设备中的大规模电缆网设计愈加复杂和多样，为提高电缆传输信号的可靠性，经常采用冗余线连接方式，目前国内外的电缆网测试仪只能检测出电缆网络中的绝缘、导通网络，而对于冗余连接方式的电缆网络，不能检测到冗余线中是否有一根或多根线断开，也不能检测到冗余线中是否多并联了一根或多根线缆，这一直是电缆测试中的盲点，当前大规模电缆网中的冗余线生产质量基本依赖电装工人的工艺操作，对交装电缆无法检验其冗余线设计质量，使得现场试验存在隐患，为保证电缆网测试的完整性和适用性，迫切需要研究冗余线故障诊断方法，满足电缆网络的快速、安全、准确、全面检测的要求，充分验证电缆网的生产质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够实现电缆冗余线路故障的电缆网冗余线故障诊断方法，对于断线以及多线的故障进行检测。

本发明是这样实现的：一种电缆网冗余线故障诊断方法，包括下列步骤：

步骤1、确定短路网络结构；

测量电缆网中的两两芯点间的绝缘测试电阻值，判断这两个芯点是否属于同一短路网络；

步骤2、对于同一短路网络，首先计算各个连接电缆的电阻值，然后，将电缆网简化为电阻网模型，根据此电阻网模型，计算出同一短路网络每2个内部芯点间的电阻理论值，以R_s表示任意2个内部芯点间的电阻理论值；

步骤3、测量同一短路网络每2个内部芯点间的电阻实测值，以R_c表示任意2个内部芯点间的电阻实测值；

步骤4、计算同一短路网络2个内部芯点间导通测试电阻实测值R_c及其电阻理论值R_s之间的误差，当误差超过指定的误差限时，判定为此2个内部芯点之间发生冗余线故障。

如上所述的一种电缆网冗余线故障诊断方法，其中，还包括如下步骤，用于在判定为发生冗余线故障之后，进一步对故障进行分析；

步骤5、设定可变的参数nLineNumError，其取值范围为(-a，b)，a、b为指定的自然数；

步骤6、对于参数nLineNumError，从最小值开始每次开始加1；

对于每个nLineNumError的取值：

首先，在发生冗余线故障的所述2个内部芯点之间，对于理论的电缆网络模型，按照参数nLineNumError增加或者减少电缆数量；即参数nLineNumError为正时，增加根数为nLineNumError的电缆；参数nLineNumError为负时，减少根数为nLineNumError的绝对值的电缆；此处增加或者减少的电缆的规格与已有电缆网络模型中连接所述2个内部芯点的电缆规格相同；

然后，重新计算所述2个内部芯点之间的电阻理论值R_s；

如此，得到与nLineNumError的所有取值个数相对应的电阻理论值R_s；

步骤7、得到与电阻实测值R_c最接近的电阻理论值R_s，以及此时的参数nLineNumError；在发生冗余线故障的所述2个内部芯点之间，参数nLineNumError为正时，判定为多连接了根数为nLineNumError的电缆；参数nLineNumError为负时，判定为断开了根数为nLineNumError的绝对值的电缆。

本发明实现了冗余线故障诊断，而国内外尚无此类故障诊断方法，拓展了电缆网检测的技术领域，可应用于武器、运载火箭等型号电缆网中冗余线的故障诊断。

其中，本发明在分析模型中，增加或者减少故障点间导线数量后，再分析定位故障，成功解决了电缆网测试中长期存在的冗余线故障检测不到位的问题，为冗余线故障诊断提供了行之有效的方法，充分验证电缆网的生产质量，具有极大的应用推广价值。

附图说明

图1是本发明的一种电缆网冗余线故障诊断方法的结构示意图；

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的一种电缆网冗余线故障诊断方法进行介绍：

参见图1：本发明的电缆网冗余线的故障诊断算法流程是，

第一步：判断两个芯点是否属于同一短路网络；

测量电缆中的两两芯点间的绝缘测试电阻值，判断被测电缆中的短路网络；当两个芯点间阻值小于200kΩ时，判定这两个芯点为同一个网络内部的芯点；当两个芯点间阻值大于200kΩ时，判定这两个芯点为不同网络间的芯点。

第二步：计算同一短路网络内部芯点间的电阻理论值R_s；

针对一个短路网络(芯点数为N)：依据电缆设计文件中提供的芯点间连接方式、线长、线径、线型、线电阻率等信息，计算两芯点间的各并联支路电阻值R_L1、R_L2、R_L3……，将电缆网络简化为电阻网络模型，然后，利用“节点电压法”准确计算网络内部芯点间的电阻理论值R_s。

第三步：判断是否发生冗余线路故障；

(1)判断是否有一对芯点之间误差超限；

同时对该芯点做一次导通测试，得到电阻实测值R_c，然后查找短路网络内部实测值R_c和计算的电阻理论值R_s的误差e(e＝R_c-R_s)，得到误差最大的一对芯点(x,y)，接着判断这对芯点之间电阻的相对误差e_r和绝对误差e_a是否同时超过设定的误差限(例如，绝对误差限：10mΩ，相对误差限：10％)，如果未超限，则认为故障点对芯点(x,y)间的阻值偏差在可以接受的范围之内，整个电缆网络无故障；

若芯点R_c与R_s之间的误差超限时，即绝对误差大于10mΩ且相对误差大于10％，则判定为故障点，设定网络故障数增加一个。

(2)判断短路网络当前故障数是否超限；

判断短路网络当前的故障数量是否超限(故障数量设定的限值为：其中N为同一短路网络内部芯点数)，若超限，表明线缆错误太多，没必要继续进行冗余线分析，同时考虑其它因素导致的故障；反之，进入下一步，确定故障点(即电阻误差超限的2个芯点)间的实际线缆数量。

(3)确定故障点间的实际并联的线缆数量；

对于每个nLineNumError的取值：

首先，在发生冗余线故障的所述2个内部芯点之间，对于理论的电缆网络模型，按照参数nLineNumError增加或者减少电缆数量；即参数nLineNumError为正时，增加根数为nLineNumError的电缆；参数nLineNumError为负时，减少根数为nLineNumError的绝对值的电缆；此处增加或者减少的电缆的规格与已有电缆网络模型中连接所述2个内部芯点的电缆规格相同；

然后，重新计算所述2个内部芯点之间的电阻理论值R_s；

如此，得到与nLineNumError的所有取值个数相对应的电阻理论值R_s；

步骤7、得到与电阻实测值R_c最接近的电阻理论值R_s，以及此时的参数nLineNumError；在发生冗余线故障的所述2个内部芯点之间，参数nLineNumError为正时，判定为多连接了根数为nLineNumError的电缆；参数nLineNumError为负时，判定为断开了根数为nLineNumError的绝对值的电缆；参数nLineNumError为0时，判定为与线缆数量无关的故障。

对于所述的两个故障的内部芯点，参数nLineNumError不为0时，使用上述结果将理论模型中的电缆数量修正为判定得到的实际情况，然后，重新计算所述故障芯点所属的短路网络中的各个芯点之间的电阻值R_s。

然后返回寻找下一对误差最大的芯点，重复上述循环，直到找出所有故障芯点并进行修正后跳出循环，结束分析。

如此，对一个短路网络的冗余线故障诊断结束，然后对下一个短路网络进行分析，直到整个电缆网的冗余线故障诊断结束。

本发明采用的上述补偿电缆数量的方法，首先，增加或者减少故障点间导线数量后，再分析定位故障，成功解决了电缆网测试中长期存在的冗余线故障检测不到位的问题，为冗余线故障诊断提供了行之有效的方法，充分验证电缆网的生产质量，具有极大的应用推广价值。

Claims (2)

1.一种电缆网冗余线故障诊断方法，包括下列步骤：

步骤1、确定短路网络结构；

测量电缆网中的两两芯点间的绝缘测试电阻值，判断这两个芯点是否属于同一短路网络；

步骤2、对于同一短路网络，首先计算各个连接电缆的电阻值，然后，将电缆网简化为电阻网模型，根据此电阻网模型，计算出同一短路网络每2个内部芯点间的电阻理论值，以R_s表示任意2个内部芯点间的电阻理论值；

步骤3、测量同一短路网络每2个内部芯点间的电阻实测值，以R_c表示任意2个内部芯点间的电阻实测值；

步骤4、计算同一短路网络2个内部芯点间导通测试电阻实测值R_c及其电阻理论值R_s之间的误差，当误差超过指定的误差限时，判定为此2个内部芯点之间发生冗余线故障。

2.如权利要求1所述的一种电缆网冗余线故障诊断方法，其特征在于：还包括如下步骤，用于在判定为发生冗余线故障之后，进一步对故障进行分析；

步骤5、设定可变的参数nLineNumError，其取值范围为(-a，b)，a、b为指定的自然数；

步骤6、对于参数nLineNumError，从最小值开始每次开始加1；

对于每个nLineNumError的取值：

首先，在发生冗余线故障的所述2个内部芯点之间，对于理论的电缆网络模型，按照参数nLineNumError增加或者减少电缆数量；即参数nLineNumError为正时，增加根数为nLineNumError的电缆；参数nLineNumError为负时，减少根数为nLineNumError的绝对值的电缆；此处增加或者减少的电缆的规格与已有电缆网络模型中连接所述2个内部芯点的电缆规格相同；

然后，重新计算所述2个内部芯点之间的电阻理论值R_s；

如此，得到与nLineNumError的所有取值个数相对应的电阻理论值R_s；

步骤7、得到与电阻实测值R_c最接近的电阻理论值R_s，以及此时的参数nLineNumError；在发生冗余线故障的所述2个内部芯点之间，参数nLineNumError为正时，判定为多连接了根数为nLineNumError的电缆；参数nLineNumError为负时，判定为断开了根数为nLineNumError的绝对值的电缆；参数nLineNumError为0时，判定为与线缆数量无关的故障。