CN116148720A - 基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法 - Google Patents

基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及线路故障监测技术领域，尤其涉及一种基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法，该方法包括：步骤s1,选择参考线路，电容测量是在所排查线路与参考线路之间测量；步骤s2，选择对比线路，增加合适的对比线路可以辅助快速判断出线路上是否有损伤或故障；步骤s3，将待排查线路、对比线路、参考线路连接至信号转接复用模块；步骤s4，在上位机及对应软件的控制下，电容测量模块通过信号转接复用模块分时段测量各对比线路相对于参考线路的电容值；步骤s5，通过上位机软件分析或人工分析各线路相对于参考线路的电容值，找出异常线路。本发明通过精确测量各线路间的电容，软件分析或人工比对定位到损伤线路，从而提高线路排查效率。

Description

基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法
技术领域
本发明涉及线路故障监测技术领域，尤其涉及一种基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法。
背景技术
飞机上，各种不同的电缆分别承担着传输信号、数据和电力能源的重要任务。这些电缆在飞机服役期间，容易出现不同程度的老化、磨损、断丝、接触不良甚至短路、断路等问题。飞机重要系统的电缆线路出现问题，不仅仅影响对应的功能实现，还可能会对飞行安全造成严重的威胁。因此，在飞机电缆线路出现疑似损伤或故障时必须进行仔细排查。
通常，航空电缆电线具有较稳定的分布阻抗。当电缆末端接头断开后，从电缆始端测量线路对地的电容值，此电容值与线路的长度有较为稳定的线性关系。
当线路中间有短路、断路、断丝、接触不良等情况时，所测电容值会较正常情况下会有一定的变化；通过精确测量线路电容值，对比同类线路的电容测量值，可以更快捷地确定出存在损伤的线路。
中国专利公开号：CN114089113A公开了一种输电线路故障点排查方法及装置，该排查方法包括步骤一：调取各区域变电站进输电数据，分析并获取故障输电线路的区域；步骤二：通过输电电路故障点排查装置排查输电线路，获取故障点实时动态并分析故障原因；步骤三：获取故障点定位信息并通报。通过输电电路故障点排查装置排查输电线路，获取输电线路故障实时高清视频，能够让抢修人员知晓故障原因，从而可对应原因选择抢修设备，并通过输电电路故障点排查装置上的定位器与排查人员的电脑的互联，将输电线路发生故障位置的定位信息传输至电脑，从而后来的抢修人员只需按照定位信息进行路程规划，即可快速驾车到达故障点进行抢修。
现有技术无法通过精确测量线路电容值从而更快捷地确定出存在损伤的线路导致排查效率低。
发明内容
为此，本发明提供一种基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法用以克服现有技术中针对航空电缆线路损伤排查，方法繁琐导致排查效率低的问题。
为实现上述目的，本发明所述基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法，包括：
步骤s1,选择参考线路，在待排查线路与参考线路之间进行电容测量；
步骤s2，选择对比线路，增加对应的对比线路以完成对线路是否存在损伤或故障进行判断；
步骤s3，将所述待排查线路、所述对比线路以及所述参考线路连接至信号转接复用模块；
步骤s4，通过上位机控制下电容测量模块以使电容测量模块通过所述信号转接复用模块分时段测量各所述对比线路相对于所述参考线路的电容值，并将所测数据上传至上位机软件内；
步骤s5，通过所述上位机中的软件进行分析或人工分析的方式对各线路相对于所述参考线路的电容值进行评价以确定异常线路。
具体而言，所述步骤s1中所述参考线路的选择策略包括：
(1)若待排查线路中存在带有金属防波套的电缆，将金属防波套作为针对所述待排查线路的所述参考线路；
(2)若待排查线路中的电缆为屏蔽电缆，将电缆屏蔽层作为针对所述待排查线路的所述参考线路；
(3)若待排查线路中的电缆为同轴电缆，将同轴电缆外屏蔽层或外导体层作为针对所述待排查线路的所述参考线路；
(4)若待排查线路中不存在金属防波套，且待排查线路不是屏蔽电缆或同轴电缆，将与待排查线路中电缆同类材料线路且敷设路径相同的线路作为针对所述待排查线路的所述参考线路；
(5)若待排查线路中不存在金属防波套，且待排查线路不是屏蔽电缆或同轴电缆，将飞机机体作为针对所述待排查线路的所述参考线路。
具体而言，所述步骤s2中所述对比线路的选择策略如下：
(1)优先将同类材料且同敷设路径的线路为针对所述待排查线路所述对比线路；
(2)选取多跟所述对比线路；
(3)根据飞机电路图册或辅助查询软件的提示将具有同类信号属性的线路作为针对所述待排查线路的所述对比线路。
具体而言，所述步骤s5中，所述上位机中的软件内包括飞机线路数据库，数据库中包括飞机各线路的实际长度L和分布电容数据CL，比较所测线路电容值C并计算电容值C’，设定C’＝L×CL，当C与C’的差值超过容限△C时，判定为线路上有损伤。
具体而言，所述步骤s5中，当测得若干对比线路的电容测量数据(C1、C2……Cn)时，其中，n为对比线路的总数，所述上位机软件计算上述数据的均值
Figure BDA0004031486490000031
对于偏离均值/>
Figure BDA0004031486490000032
最多的线路，将其判定为有损伤的线路。
具体而言，在所述上位机内的软件中，包括针对所述飞机上各类电缆线束的图号、线号以及各线路敷设长度及路径信息，在上位机内的软件界面中，输入待排查线路图号或线号，上位机软件提示出与此线路相关的其他线路及其对应的连接器针号。
具体而言，在所述上位机内的软件中，包括针对各线路电容测量值的实时变化曲线，操作人员通过晃动机载电缆或改变外部电磁环境时实时观察各线路的电容测量曲线并进行对比以找出异常的线路。
具体而言，所述上位机包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。
具体而言，本发明所述方法用于排查线路中间的短路、断路、断丝以及接触不良。
具体而言，所述上位机还设置有一提示单元，用以在各线路相对于参考线路的电容测量曲线偏离标准曲线时发出警报提醒。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于，通过电容测量模块精确测量待测线路的电容值，对比同类线路的电容测量值，可以快速、准确确定出存在损伤的线路；同时，本发明通过改变外部电磁环境的情况，实时观察各线路的电容测量曲线并进行对比，从而找出异常的线路，进一步提高了本发明所述方法针对损伤线路的排查效率。
进一步地，本发明所述方法通过使用电容精确测量法排查特定电缆线路损伤，电容测量是在所排查线路与参考线路之间进行测量，因此选择合适的参考线路尤为重要，为此，本发明给出了五种媒介可作为参考线路，分别是金属防波套、电缆屏蔽层、同轴电缆外屏蔽层或外导体层、同材料类型线路且敷设路径相同的线路以及飞机机体，以上参考线路涵盖面宽，有效的保证了在不同情况下均能够精确地检测到有损伤的线路，进一步提高了本发明所述方法针对损伤线路的排查效率。
进一步地，本发明通过在测量过程中选择合适的对比线路可以辅助快速的判断出线路上是否有损伤或故障，在选择对比线路时，本发明给出了三条建议，分别为优先选择同材料类型、同敷设路径的线路、尽可能选择多根对比线路以及选择具有同类信号属性的线路，本发明建议选择多根对比线路，通过设置多个对比线路，从而得出的电容平均值更精确，有效的提高了测量的准确性，进一步提高了本发明所述方法针对损伤线路的排查效率。
进一步地，本发明所述上位机软件中包含有数据库，数据库中存储有飞机不同线路的实际长度和分布电容数据，从而得到各个线路的标准电容值，通过将测量的线路的电容值与标准电容值进行比对，当两者差值超过容限时，判定为线路上有损伤，通过本发明所述方法可以快速、准确的确定损伤线路，有效提高本发明所述方法针对损伤线路的排查效率。
进一步地，本发明通过测量多条对比线路的电容值从而求得其均值，从而将偏离均值最多的线路，判定为有损伤的线路，通过此方法求平均值不仅可以省时省力，而且测量的数据更精确，从而可以准确的判断出有损伤的线路，进一步提高了本发明所述方法针对损伤线路的排查效率。
进一步地，本发明所述上位机软件中能够查询到待排查线路的相关的其他线路及其对应的连接器针号可作为参考线路，从而辅助对特定线路的故障排除，有效的为快速识别故障线路提供保障，进一步提高了本发明所述方法针对损伤线路的排查效率。
进一步地，本发明所述方法可通过人为改变外部电磁环境的情况下，通过实时观察各线路的电容测量曲线并将其与标准曲线进行对比，从而快速找出异常的线路，有效提高排查效率，进一步提高了本发明所述方法针对损伤线路的排查效率。
附图说明
图1为本发明实施例基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法的流程图；
图2为本发明实施例基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1和图2所示，其分别为本发明实施例基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法的流程图和本发明实施例基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法的结构示意图，本发明所述基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查系统包括参考线路1、待排查线路2、信号转接复用模块3、上位机4以及电容测量模块5；所述信号转接复用模块3用以将所述待排查线路2与所述电容测量模块5相连；所述上位机4用以分析判断所述待排查线路2有无异常；所述电容测量模块5用以测量线路的电容值。
本发明所述基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法，包括：
步骤s1,选择参考线路1，在待排查线路2与参考线路1之间进行电容测量；
步骤s2，选择对比线路(图中未画出)，增加对应的对比线路以完成对线路是否存在损伤或故障进行判断；
步骤s3，将所述待排查线路2、所述对比线路以及所述参考线路1连接至信号转接复用模块3；
步骤s4，通过上位机4控制下电容测量模块5以使电容测量模块5通过所述信号转接复用模块3分时段测量各所述对比线路相对于所述参考线路1的电容值，并将所测数据上传至上位机4软件内；
步骤s5，通过所述上位机4中的软件进行分析或人工分析的方式对各线路相对于所述参考线路1的电容值进行评价以确定异常线路。
进一步地，所述步骤s1中所述参考线路1的选择策略包括：
(1)若待排查线路2中存在带有金属防波套的电缆，将金属防波套作为针对所述待排查线路的所述参考线路1；
(2)若待排查线路2中的电缆为屏蔽电缆，将电缆屏蔽层作为针对所述待排查线路的所述参考线路1；
(3)若待排查线路2中的电缆为同轴电缆，将同轴电缆外屏蔽层或外导体层作为针对所述待排查线路2的所述参考线路1；
(4)若待排查线路2中不存在金属防波套，且待排查线路不是屏蔽电缆或同轴电缆，将与待排查线路2中电缆同类材料线路且敷设路径相同的线路作为针对所述待排查线路2的所述参考线路1；
(5)若待排查线路2中不存在金属防波套，且待排查线路2不是屏蔽电缆或同轴电缆，将飞机机体作为针对所述待排查线路的所述参考线路1。
本发明所述方法通过使用电容精确测量法排查特定电缆线路损伤，电容测量是在待排查线路2与参考线路1之间进行测量，因此选择合适的参考线路1尤为重要，为此，本发明给出了五种媒介可作为参考线路1，分别是金属防波套、电缆屏蔽层、同轴电缆外屏蔽层或外导体层、同材料类型线路且敷设路径相同的线路以及飞机机体，以上参考线路涵盖面宽，有效的保证了在不同情况下均能够精确地检测到有损伤的线路，进一步提高了本发明所述方法针对损伤线路的排查效率。
进一步地，所述步骤s2中所述对比线路的选择策略如下：
(1)优先将同类材料且同敷设路径的线路为针对所述待排查线路所述对比线路；
(2)选取多跟所述对比线路；
(3)根据飞机电路图册或辅助查询软件的提示将具有同类信号属性的线路作为针对所述待排查线路的所述对比线路。
本发明通过在测量过程中选择合适的对比线路可以辅助快速的判断出线路上是否有损伤或故障，在选择对比线路时，本发明给出了三条建议，分别为优先选择同材料类型、同敷设路径的线路、尽可能选择多根对比线路以及选择具有同类信号属性的线路，本发明建议选择多根对比线路，通过设置多个对比线路，从而得出的电容平均值更精确，有效的提高了测量的准确性，进一步提高了本发明所述方法针对损伤线路的排查效率。
进一步地，所述步骤s5中，所述上位机4中的软件内包括飞机线路数据库，数据库中包括飞机各线路的实际长度L和分布电容数据CL，比较所测线路电容值C并计算电容值C’，设定C’＝L×CL，当C与C’的差值超过容限△C时，判定为线路上有损伤。
本发明所述上位机4软件中包含有数据库，数据库中存储有飞机不同线路的实际长度和分布电容数据，从而得到各个线路的标准电容值，通过将测量的线路的电容值与标准电容值进行比对，当两者差值超过容限时，判定为线路上有损伤，通过本发明所述方法可以快速、准确的确定损伤线路，有效提高本发明所述方法针对损伤线路的排查效率。
进一步地，所述步骤s5中，当测得若干对比线路的电容测量数据(C1、C2……Cn)时，其中，n为对比线路的总数，所述上位机4软件计算上述数据的均值
Figure BDA0004031486490000071
对于偏离均值/>
Figure BDA0004031486490000072
最多的线路，将其判定为有损伤的线路。
本发明通过测量多条对比线路的电容值从而求得其均值，从而将偏离均值最多的线路，判定为有损伤的线路，通过此方法求平均值不仅可以省时省力，而且测量的数据更精确，从而可以准确的判断出有损伤的线路，进一步提高了本发明所述方法针对损伤线路的排查效率。
进一步地，在所述上位机4内的软件中，包括针对所述飞机上各类电缆线束的图号、线号以及各线路敷设长度及路径信息，在上位机内的软件界面中，输入待排查线路图号或线号，上位机软件提示出与此线路相关的其他线路及其对应的连接器针号。
本发明所述上位机4软件中能够查询到待排查线路的相关的其他线路及其对应的连接器针号可作为参考线路，从而辅助对特定线路的故障排除，有效的为快速识别故障线路提供保障，进一步提高了本发明所述方法针对损伤线路的排查效率。
进一步地，在所述上位机4内的软件中，包括针对各线路电容测量值的实时变化曲线，操作人员通过晃动机载电缆或改变外部电磁环境时实时观察各线路的电容测量曲线并进行对比以找出异常的线路。
本发明所述方法可通过人为改变外部电磁环境的情况下，通过实时观察各线路的电容测量曲线并将其与标准曲线进行对比，从而快速找出异常的线路，有效提高排查效率，进一步提高了本发明所述方法针对损伤线路的排查效率。
进一步地，所述上位机4包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。
进一步地，本发明所述方法用于排查线路中间的短路、断路、断丝以及接触不良。
进一步地，所述上位机4还设置有一提示单元(图中未画出)，用以在各线路相对于所述参考线路1的电容测量曲线偏离标准曲线时发出警报提醒。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法，其特征在于，包括：
步骤s1,选择参考线路，在待排查线路与参考线路之间进行电容测量；
步骤s2，选择对比线路，增加对应的对比线路以完成对线路是否存在损伤或故障进行判断；
步骤s3，将所述待排查线路、所述对比线路以及所述参考线路连接至信号转接复用模块；
步骤s4，通过上位机控制下电容测量模块以使电容测量模块通过所述信号转接复用模块分时段测量各所述对比线路相对于所述参考线路的电容值，并将所测数据上传至上位机软件内；
步骤s5，通过所述上位机中的软件进行分析或人工分析的方式对各线路相对于所述参考线路的电容值进行评价以确定异常线路。
2.根据权利要求1所述的基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法，其特征在于，所述步骤s1中所述参考线路的选择策略包括：
(1)若待排查线路中存在带有金属防波套的电缆，将金属防波套作为针对所述待排查线路的所述参考线路；
(2)若待排查线路中的电缆为屏蔽电缆，将电缆屏蔽层作为针对所述待排查线路的所述参考线路；
(3)若待排查线路中的电缆为同轴电缆，将同轴电缆外屏蔽层或外导体层作为针对所述待排查线路的所述参考线路；
(4)若待排查线路中不存在金属防波套，且待排查线路不是屏蔽电缆或同轴电缆，将与待排查线路中电缆同类材料线路且敷设路径相同的线路作为针对所述待排查线路的所述参考线路；
(5)若待排查线路中不存在金属防波套，且待排查线路不是屏蔽电缆或同轴电缆，将飞机机体作为针对所述待排查线路的所述参考线路。
3.根据权利要求1所述的基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法，其特征在于，所述步骤s2中所述对比线路的选择策略如下：
(1)优先将同类材料且同敷设路径的线路为针对所述待排查线路所述对比线路；
(2)选取多跟所述对比线路；
(3)根据飞机电路图册或辅助查询软件的提示将具有同类信号属性的线路作为针对所述待排查线路的所述对比线路。
4.根据权利要求1所述的基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法，其特征在于，所述步骤s5中，所述上位机中的软件内包括飞机线路数据库，数据库中包括飞机各线路的实际长度L和分布电容数据CL，比较所测线路电容值C并计算电容值C’，设定C’＝L×CL，当C与C’的差值超过容限△C时，判定为线路上有损伤。
5.根据权利要求1所述的基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法，其特征在于，所述步骤s5中，当测得若干对比线路的电容测量数据(C1、C2……Cn)时，其中，n为对比线路的总数，所述上位机软件计算上述数据的均值
Figure FDA0004031486480000022
对于偏离均值/>
Figure FDA0004031486480000021
最多的线路，将其判定为有损伤的线路。/>
6.根据权利要求1所述的基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法，其特征在于，在所述上位机内的软件中，包括针对所述飞机上各类电缆线束的图号、线号以及各线路敷设长度及路径信息，在上位机内的软件界面中，输入待排查线路图号或线号，上位机软件提示出与此线路相关的其他线路及其对应的连接器针号。
7.根据权利要求1所述的基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法，其特征在于，在所述上位机内的软件中，包括针对各线路电容测量值的实时变化曲线，操作人员通过晃动机载电缆或改变外部电磁环境时实时观察各线路的电容测量曲线并进行对比以找出异常的线路。
8.根据权利要求1所述的基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法，其特征在于，所述上位机包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序。
9.根据权利要求1所述的基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法，其特征在于，本发明所述方法用于排查线路中间的短路、断路、断丝以及接触不良。
10.根据权利要求1所述的基于电容精确测量的航空电缆线路损伤排查方法，其特征在于，所述上位机还设置有一提示单元，用以在各线路相对于参考线路的电容测量曲线偏离标准曲线时发出警报提醒。
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