CN108845183B - 一种多电飞机电缆阻抗测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多电飞机电缆阻抗测量方法，在考虑飞机蒙皮的基础上将飞机蒙皮等效为一个电阻并将其连接入电路对飞机电缆阻抗进行测量，并且为了适应目前变频电源在飞机上的应用，该测试方法对不同频率下的飞机电缆阻抗进行了测量，可以实现更准确的测量结果。

Description

一种多电飞机电缆阻抗测量方法

技术领域

本发明属于电路测量技术领域，涉及一种多电飞机电缆阻抗测量方法。

背景技术

变速变频(VSVF)系统具有结构简单、能量效率高、功率密度大等优点，因此，其取代恒速恒频(CSCF)系统成为现代飞机电源系统的发展趋势。但是，变速变频电源的推广与普及也面临着许多新的问题，其中之一即是由飞机电缆阻抗引起的电压损失和功率损耗问题。

飞机电缆通入交流电时可等效为一个电阻和电感串联。电缆电阻和电感由于许多因素的综合影响不会是常数，这些影响因素中电缆与飞机蒙皮之间的距离和电源频率是两个最为关键的因素。恒频系统的交流供电体制是115V/400Hz，而变频供电系统的交流电频率是360Hz-800Hz，频率的变化带来了飞机电缆阻抗的变化，进而对配电网络的电压损失产生影响。

目前我国的航空电缆阻抗及载流量数据标准仍沿用1982年颁布的HB5795-82。而且之前对飞机电缆阻抗的测量没有过多的考虑飞机蒙皮对飞机电缆阻抗的影响。受限于较为落后的测试设备以及测试方法，当时得到的频率为400Hz时的阻抗数据误差较大，而且由于变频电源的应用，该标准亟需进一步的更新和扩展，同时阻抗测试也需要更为精确的测试方法和实验设备。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种新型的飞机电缆阻抗测试方法，重点研究风机蒙皮对飞机电缆阻抗的影响，进而测量出飞机电缆在考虑飞机蒙皮情况下的阻抗。

技术方案

一种多电飞机电缆阻抗测量方法，其特征在于包括正序和负序阻抗测量、零序阻抗测量两部分：

正序和负序阻抗测量：

步骤1a：将相位馈线T1、T2、T3进行短路连接；

步骤1b：将中性线N线路断路并与设备的其余部分隔离，使其不与任何其他接线或人员接触；

步骤1c：在60HZ或360～800HZ下，使用电压表和电流表在电源端测量Phase1线路T1的相电压Vt1、相电流I1；测量Phase2线路T2的相电压Vt2、相电流I2；测量Phase3线路T3的相电压Vt3、相电流I3；

步骤1d：在电流表上观察交流馈电电流的同时，逐渐加大交流电电流直到三相馈线的三个相馈线电流的有效值都为100A±5A，如果三相馈线中的电流不平衡，调整直到电流最低的馈线的相电流的有效值达到100A±5A；

记录三个相电流I1、I2、I3，三个相电压Vt1、Vt2、Vt3，计算飞机电缆正序或负序的电阻和电抗：

馈线正序或负序阻抗计算：

EQN1＝Vt1/I1

EQN2＝Vt2/I2

EQN3＝Vt3/I3

正序或负序电阻计算：

EQN4＝(phase1的有功功率)/(I₁)²

EQN5＝(phase2的有功功率)/(I₂)²

EQN6＝(phase3的有功功率)/(I₃)²

上式EQN4、EQN5和EQN6计算的是分别是三相电中phase1、phase2和phase3的电阻；

正序(负序)电抗计算：

上式EQN7、EQN8和EQN9分别为三相电中phase1、phase2和phase3的电抗大小；

由此可以得到三相电的正序或负序平均电阻：

EQN10＝(EQN4+EQN5+EQN6)/3

三相电的正序或负序平均电抗为：

EQN11＝(EQN7+EQN8+EQN9)/3

在保持相电流在100A±5A范围内在2到3个不同的频率下重复进行实验，取平均值；

零序阻抗测量：

步骤2a：在电源处将三个主馈相电路T1、T2、T3连接到一起；

步骤2b：在负载端将三个主馈相电路T1、T2、T3和中性线电路N短路连接；

步骤2c：在60HZ或360～800HZ下，利用电压表和电流表在电源端测量三个主馈相电路T1、T2、T3连接点处的相电压V_t；中性线N上的馈线电流I_n；

步骤2d：在电流表上观察交流馈电电流的同时，逐渐加大交流电电流直到中性线上的馈线电流的有效值为50A±5A；

步骤2e：记录中性线电流In、相电压Vt，计算出飞机电缆的零序电阻和电抗零序阻抗计算：

EQN12＝3*Vt/In

零序电阻：

EQN13＝3*(有功功率)/(I_n)²

零序电抗：

并在不同的频率下重复进行实验，取平均值。

有益效果

本发明提出的一种多电飞机电缆阻抗测量方法，在考虑飞机蒙皮的基础上将飞机蒙皮等效为一个电阻并将其连接入电路对飞机电缆阻抗进行测量，并且为了适应目前变频电源在飞机上的应用，该测试方法对不同频率下的飞机电缆阻抗进行了测量，可以实现更准确的测量结果。

附图说明

图1：正序、负序阻抗测试电路

图2：零序阻抗测试电路

图中RN为飞机蒙皮等效电阻，T1、T2、T3分别为三相电线路的三个主馈相电路。R1为Phase1线路T1的等效电阻；R2为Phase2线路T2的等效电阻；R3为Phase3线路T3的等效电阻；L1为Phase1线路T1的等效电感；L2为Phase2线路T2的等效电感；L3为Phase3线路T3的等效电感。V_t1为Phase1线路T1的相电压；V_t2为Phase2线路T2的相电压；V_t3为Phase3线路T3的相电压；I₁为Phase1线路T1的相电流；I₂为Phase2线路T2的相电流；I₃为Phase3线路T3的相电流。V_t为将三个馈线电路T1、T2、T3在电源端连接到一起后连接处的相电压；I_n为中性线N上的馈线电流。

具体实施方式

现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：

本发明所采取的技术方案是：

在对称分量法和考虑飞机蒙皮的基础上分别对飞机的正序、负序和零序阻抗分别进行测量。在通入交流电后，飞机电缆可以等效为由电阻和电感构成。三相电路中Phase1线路T1等效为电阻R1和电感L1串联；Phase2线路T2等效为电阻R2和电感L2串联；Phase3线路T3等效为电阻R3和电感L3串联；线路N为中性线，飞机蒙皮的电阻等效为RN，RN和中性线串联。

如图1所示为测量飞机电缆的正序、负序阻抗的电路图，图2为测量飞机电缆零序阻抗的电路图。

第一部分：正序和负序阻抗测量：

步骤一：将相位馈线T1、T2、T3进行短路连接交于点4。

步骤二：将中性线N线路断路并与设备的其余部分隔离，使其不与任何其他接线或人员接触。

步骤三：在60HZ或360～800HZ下，将数字电压表的一端连接于点1，另一端连接于点4测量Phase1线路T1的相电压V_t1，将数字电流表的感应端放置于点5处测量Phase1线路T1的相电流I₁；将数字电压表的一端连接于点2，另一端连接于点4测量Phase2线路T2的相电压V_t2，将数字电流表的感应端放置于点6处测量Phase2线路T2的相电流I₂；将数字电压表的一端连接于点3，另一端连接于点4测量Phase3线路T3的相电压V_t3、将数字电流表的感应端放置于点7处测量Phase3线路T3的相电流I₃。

步骤四：在电流表上观察交流馈电电流的同时，逐渐加大交流电电流直到三相馈线T1、T2、T3的三个相馈线电流I₁、I₂、I₃的有效值都为100A±5A，如果三相馈线中的电流不平衡，调整直到电流最低的馈线的相电流的有效值达到100A±5A。

步骤五：记录参数，包括三个相电流I₁、I₂、I₃，三个相电压V_t1、V_t2、V_t3，通过这些参数分别计算三相电的功率，进而通过计算得到飞机电缆的电阻和电抗。保持相电流在100A±5A范围内在2到3个不同的频率下重复进行实验，对几次实验计算结果取平均值。

根据记录的参数，对飞机电缆正序(负序)阻抗进行计算：

馈线正序(负序)阻抗计算：

EQN1＝V_t1/I₁

EQN2＝V_t2/I₂

EQN3＝V_t3/I₃

正序(负序)电阻计算：

EQN4＝(phase1的有功功率)/(I₁)²

EQN5＝(phase2的有功功率)/(I₂)²

EQN6＝(phase3的有功功率)/(I₃)²

上式EQN4、EQN5和EQN6计算的是分别是三相电中phase1、phase2和phase3的电阻。Phase1的有功功率等于I1*Vt1*cos，Phase2的有功功率等于I2*Vt2*cos，Phase3的有功功率等于I3*Vt3*cos，其中cos为电压和电流之间的相角的余弦值。

正序(负序)电抗计算：

上式EQN7、EQN8和EQN9分别为三相电中phase1、phase2和phase3的电抗大小。

由此可以得到三相电的正序(负序)平均电阻：

EQN10＝(EQN4+EQN5+EQN6)/3

三相电的正序(负序)平均电抗为：

EQN11＝(EQN7+EQN8+EQN9)/3

第二部分：零序阻抗测量

步骤六：在电源处将三个主馈相电路T1、T2、T3连接到一起交于点8。

步骤七：在负载端将三个主馈相电路T1、T2、T3和中性线电路N短路连接交于9处。

步骤八：在60HZ或360～800HZ下，将数字电压表的一端连接于点8，另一端连接于点11测量三个主馈相电路T1、T2、T3的连接点8和中性线N之间的相电压V_t，将数字电流表的感应端放置在点10处测量中性线N上的馈线电流I_n。

步骤九：在电流表上观察交流馈电电流的同时，逐渐加大交流电电流直到中性线上的馈线电流的有效值为50A±5A。

步骤十：记录参数，包括中性线N的馈线电流I_n、三个主馈相电路T1、T2、T3连接点处的相电压V_t，进而计算出飞机电缆的零序电阻和电抗。并在不同的频率下重复进行实验,对几次实验计算结果取平均值。根据记录的参数，对飞机电缆零序阻抗进行计算：

零序阻抗计算：

EQN12＝3*V_t/I_n

零序电阻：

EQN13＝3*(有功功率)/(I_n)²

有功功率等于In*Vt*cos其中cos为In和Vt之间相角的余弦值。

零序电抗：

Claims (1)

1.一种多电飞机电缆阻抗测量方法，其特征在于包括正序和负序阻抗测量、零序阻抗测量两部分：

正序和负序阻抗测量：

步骤1a：将相位馈线T1、T2、T3进行短路连接；

步骤1b：将中性线N线路断路并与设备的其余部分隔离，使其不与任何其他接线或人员接触；

步骤1c：在60HZ或360～800HZ下，使用电压表和电流表在电源端测量Phase1线路T1的相电压Vt1、相电流I1；测量Phase2线路T2的相电压Vt2、相电流I2；测量Phase3线路T3的相电压Vt3、相电流I3；

步骤1d：在电流表上观察交流馈电电流的同时，逐渐加大交流电电流直到三相馈线的三个相馈线电流的有效值都为100A±5A，如果三相馈线中的电流不平衡，调整直到电流最低的馈线的相电流的有效值达到100A±5A；

记录三个相电流I1、I2、I3，三个相电压Vt1、Vt2、Vt3，计算飞机电缆正序或负序的电阻和电抗：

馈线正序或负序阻抗计算：

EQN1＝Vt1/I1

EQN2＝Vt2/I2

EQN3＝Vt3/I3

正序或负序电阻计算：

EQN4＝(phase1的有功功率)/(I1)²

EQN5＝(phase2的有功功率)/(I2)²

EQN6＝(phase3的有功功率)/(I3)²

上式EQN4、EQN5和EQN6计算的是分别是三相电中phase1、phase2和phase3的电阻；

正序或负序电抗计算：

上式EQN7、EQN8和EQN9分别为三相电中phase1、phase2和phase3的电抗大小；

由此可以得到三相电的正序或负序平均电阻：

EQN10＝(EQN4+EQN5+EQN6)/3

三相电的正序或负序平均电抗为：

EQN11＝(EQN7+EQN8+EQN9)/3

在保持相电流在100A±5A范围内在2到3个不同的频率下重复进行实验，取平均值；

零序阻抗测量：

步骤2a：在电源处将三个主馈相电路T1、T2、T3连接到一起；

步骤2b：在负载端将三个主馈相电路T1、T2、T3和中性线电路N短路连接；

步骤2c：在60HZ或360～800HZ下，利用电压表和电流表在电源端测量三个主馈相电路T1、T2、T3连接点处的相电压V_t；中性线N上的馈线电流I_n；

步骤2d：在电流表上观察交流馈电电流的同时，逐渐加大交流电电流直到中性线上的馈线电流的有效值为50A±5A；

步骤2e：记录中性线电流In、相电压Vt，计算出飞机电缆的零序电阻和电抗零序阻抗计算：

EQN12＝3*Vt/In

零序电阻：

EQN13＝3*(有功功率)/(I_n)²

零序电抗：

并在不同的频率下重复进行实验，取平均值。

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