助航燈光系統(tǒng)回路電纜故障分析與定位研究

唐平

【摘 要】助航燈光系統(tǒng)是機(jī)場(chǎng)航道的重要組成部分。它的燈光系統(tǒng)類別眾多，系統(tǒng)龐雜，控制著整個(gè)機(jī)場(chǎng)航道主要燈光的運(yùn)行。正是因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)精細(xì)，且各個(gè)系統(tǒng)都有獨(dú)立分工，所以一經(jīng)損壞或者發(fā)生故障，可謂是牽一發(fā)而動(dòng)全身。論文詳細(xì)地分析了助航燈光系統(tǒng)回路電纜故障原因以及未來應(yīng)如何改進(jìn)故障定位技術(shù)。

【Abstract】Navigation light system is an important part of airport channel. It has numerous lighting systems， which control the operation of the main lights in the whole airport channel. It is precisely because of its fine structure， and each system has an independent division of labor， so once the damage or failure， it can be said to be affected by the whole body. This paper analyzes in detail the cause of the cable fault in the loop of navigation light system and how to improve the fault location technology in the future.

【關(guān)鍵詞】助航燈光系統(tǒng);電纜故障;分析定位研究

【Keywords】navigation light system; cable fault; analysis and positioning research

【中圖分類號(hào)】V351.32? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號(hào)】1673-1069（2019）07-0158-02

1 引言

科技的進(jìn)步帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民的生活水平隨之提高。這樣的可觀形勢(shì)反應(yīng)在人們的出行方式上，就是出行的方式變得多樣化，特別大家都在追求精神生活的豐富，所以航空旅行就成為了首選。這對(duì)于航空產(chǎn)業(yè)來說是一個(gè)機(jī)遇，但同時(shí)給航空機(jī)場(chǎng)的各項(xiàng)安全保障設(shè)施提出了一個(gè)新的挑戰(zhàn)。助航燈光系統(tǒng)主要是在機(jī)場(chǎng)航道夜晚或者能見度低的時(shí)候?yàn)轱w機(jī)降落提供燈光，主要電力來源于各種電纜發(fā)電，如果出現(xiàn)故障，最大可能就是電纜故障，電纜故障可分為多種，以下進(jìn)行詳細(xì)地分析。

2 助航燈光系統(tǒng)回路電纜的現(xiàn)狀

民航機(jī)場(chǎng)助航燈光系統(tǒng)是確保機(jī)場(chǎng)正常運(yùn)行和機(jī)場(chǎng)飛機(jī)起飛、降落階段飛行安全的重要設(shè)施，可以作為夜間和昏暗天氣下機(jī)場(chǎng)跑道和滑行道的重要指路標(biāo)志。目前，在電纜發(fā)生故障后，維護(hù)人員通常會(huì)在地面上反復(fù)進(jìn)行振動(dòng)實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)費(fèi)用很大，而且耗費(fèi)大量的時(shí)間。隨著各種實(shí)用方法的出現(xiàn)，其中使用最廣泛的跟蹤定位方法是數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和小波分析定位法，其特點(diǎn)是在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)錯(cuò)誤可以在短時(shí)間內(nèi)的得到有效地處理。在這個(gè)過程中，由于使用的行波大多數(shù)是全頻域信號(hào)，所以燈光回路系統(tǒng)的電纜在傳輸時(shí)，將受到電纜特征阻抗造成的影響，并且難以識(shí)別錯(cuò)誤反射的特定時(shí)間[1]。

3 助航燈光電纜故障原因的分析

3.1 元器件絕緣老化導(dǎo)致的故障

主要因素如下，如果長時(shí)間在高壓或高溫下使用絕緣電纜，可能會(huì)發(fā)生局部放電，并可能導(dǎo)致元器件出現(xiàn)部分老化的問題。由于助航所使用的電纜，在絕緣介質(zhì)內(nèi)部存在氣泡，可以在形成的電場(chǎng)中自由運(yùn)動(dòng)，這在一定程度上降低了元器件的絕緣性能。另外，電纜在使用中，外面的絕緣塑料滲入水，將會(huì)導(dǎo)其中的絕緣纖維產(chǎn)生水解現(xiàn)象，降低了絕緣性能。當(dāng)用浸油紙絕緣的電纜長時(shí)間運(yùn)行時(shí)，電纜中的絕緣油會(huì)干燥并結(jié)晶，使絕緣紙變脆。如果電纜長時(shí)間鋪設(shè)，電纜長期在水中浸泡，由于其內(nèi)部還存在一些化學(xué)物質(zhì)，會(huì)使得電纜的絕緣介質(zhì)出現(xiàn)破裂和腐蝕現(xiàn)象。

3.2 材料缺陷問題導(dǎo)致的故障

在電纜出現(xiàn)的問題中，尤為重要的是材料缺陷所導(dǎo)致的故障，可以通過三個(gè)方面進(jìn)行探究：第一方面，存在使用質(zhì)量不合格的材料生產(chǎn)電纜的現(xiàn)象。這部分問題主要是鉛（鋁）護(hù)層留下的缺陷，將會(huì)使得電纜外面的絕緣包裝存在相應(yīng)的問題。第二方面，絕緣不能得到很好地保持或控制，出現(xiàn)電纜潮濕，臟污或老化現(xiàn)象。第三方面，電纜附件生產(chǎn)不良，電纜在制造過程中受人和環(huán)境因素的影響。

3.3 鋪設(shè)施工質(zhì)量導(dǎo)致的故障

影響鋪設(shè)施工質(zhì)量的主要因素如下，電纜鋪設(shè)不符合要求和規(guī)定。在鋪設(shè)過程中，拉力過大，使用的工具和設(shè)備不正確，電纜護(hù)套受到機(jī)械損壞，則會(huì)導(dǎo)致故障。過載操作。由于長期過載操作，將會(huì)導(dǎo)致所使用的電纜溫度處于高溫的狀態(tài)。當(dāng)溫度上升，就會(huì)嚴(yán)重影響施工的質(zhì)量，進(jìn)而導(dǎo)致電纜的使用出現(xiàn)較多的故障問題[2]。

只有全面分析和掌握電纜故障產(chǎn)生的因素，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，不僅有助于快速找到故障點(diǎn)，還可以提高電纜結(jié)構(gòu)質(zhì)量，降低故障率，對(duì)延長電纜的使用壽命是有益的。

4 助航燈光系統(tǒng)回路電纜故障檢測(cè)的幾種常用方法分析

4.1 采用電橋法檢測(cè)故障

在助航燈光系統(tǒng)回路電纜故障檢測(cè)中，可以采用電橋法檢測(cè)分析。基于此種方法可以明確測(cè)量方式，并有效地解決低溫組態(tài)以及電纜開路的問題，作出進(jìn)一步的研究分析，同時(shí)這也是一種常用的故障檢測(cè)手段。采用電橋法檢測(cè)故障依據(jù)的原理是惠斯登電橋，通過體現(xiàn)出的電阻與長度呈現(xiàn)正相關(guān)的關(guān)系，能夠?qū)崿F(xiàn)電阻調(diào)整操作，從而實(shí)現(xiàn)平衡電橋的處理方式。采用此種方式的優(yōu)點(diǎn)在于方便和快捷。

4.2 采用低壓脈沖反射法檢測(cè)故障

在電纜檢測(cè)中，還可以采用低壓脈沖方法。采用此種方法可以針對(duì)低阻故障和斷線故障進(jìn)行檢測(cè)。主要的施工步驟和原理如下，電波在進(jìn)行傳播時(shí)，面臨不平均的線路阻抗，則會(huì)在回路上出現(xiàn)反射現(xiàn)象。基本步驟是，將脈沖電壓信號(hào)注入故障電纜的頭端，當(dāng)脈沖遇到阻抗不匹配點(diǎn)，通過入射線時(shí)發(fā)生反射波動(dòng)和反射行進(jìn)時(shí)間進(jìn)行測(cè)距。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是簡單和直觀，不需要知道電纜長度等原始數(shù)據(jù)，也可以區(qū)分誤差類型。因此，本文采用這種方法研究電纜的故障位置。

5 助航燈光系統(tǒng)回路電纜故障定位的分析

5.1 采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和小波分析定位的分析

在檢測(cè)回路電纜故障定位研究中，可以借助數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和小波分析定位的研究領(lǐng)域做出指導(dǎo)分析。在數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)研究面次上，主要是通過數(shù)學(xué)微積分和概率幾何學(xué)進(jìn)行研究。對(duì)此，可以提供一定的非線性濾波技術(shù)，能夠保證對(duì)信號(hào)本體的特征做出分析。另外，采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)和小波分析定位方式，可以及時(shí)準(zhǔn)確地診斷故障。因?yàn)橹綗艄庀到y(tǒng)回路電纜故障的原因多種多樣，比如，信號(hào)峰值出現(xiàn)較大的變化，將會(huì)比靜態(tài)的信號(hào)所傳達(dá)的故障還要多。為此，采用此種故障定位方式，并借助傅里葉小波變換體系，能夠?qū)π盘?hào)的發(fā)生值作出精準(zhǔn)地標(biāo)注。同時(shí)，基于此種特性，為故障定位提供了一種良好的檢測(cè)手段。根據(jù)檢測(cè)指數(shù)的數(shù)值來計(jì)算，這是其他數(shù)學(xué)分析方法難以實(shí)現(xiàn)的。

5.2 采用低壓脈沖反射法分析定位的分析

電纜故障測(cè)試基于以下原理，線路的阻抗不均勻，并且當(dāng)波通過傳輸線傳輸時(shí)出現(xiàn)相反的情況。在測(cè)試期間，低壓脈沖被注入電纜，當(dāng)它們沿著電纜傳播到阻抗不匹配點(diǎn)時(shí)，它們被反射回測(cè)量點(diǎn)并記錄在儀器上。可以通過識(shí)別由低壓脈沖產(chǎn)生的反射脈沖的極性來確定電纜故障的類型。在助航光纜鋪設(shè)過程中，通過接頭或T型進(jìn)行連接處理。結(jié)合低壓脈沖反射分析的原理，接頭的存在將會(huì)在一定程度上限制電纜的使用，并進(jìn)一步出現(xiàn)反射現(xiàn)象，這使得波形復(fù)雜。采用低壓脈沖反射法分析定位研究分析接頭處的反射波形，從而增加了識(shí)別率。另外在這些反射研究上，借助濾波器設(shè)備消除了大量的噪聲問題，因此不會(huì)影響本實(shí)驗(yàn)的測(cè)量精度。

5.3 采用濾波器設(shè)計(jì)定位的分析

為了提高測(cè)距的準(zhǔn)確性，必須采用高頻率。如果在設(shè)備的選擇上，出現(xiàn)頻率高的情況，那勢(shì)必會(huì)對(duì)測(cè)距定位造成一定的限制，同時(shí)也會(huì)收集到大量的噪聲。另外，當(dāng)存在的噪聲信號(hào)存在較大干擾時(shí)，故障行波的起點(diǎn)將會(huì)出現(xiàn)精準(zhǔn)性降低的問題。因此，需要采用有效的噪聲消除方法來消除噪聲，保持有用信號(hào)最大化，并改善所收集信號(hào)的信噪比。在行波測(cè)距期間，采集的行波信號(hào)可以有效消除白噪聲。采用數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)研究方式降噪，可有效地消除脈沖噪聲，這提高了故障定位的準(zhǔn)確性。

6 結(jié)語

綜上所述，由于各種原因?qū)е轮綗艄庀到y(tǒng)回路電纜出現(xiàn)故障，無法保證助航燈光系統(tǒng)正常的工作時(shí)，必須采取相應(yīng)的措施和研究方案解決問題。只有及時(shí)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的故障，或者在故障前進(jìn)行安全排查，才能從源頭上避免故障的發(fā)生。另外，需要及時(shí)準(zhǔn)確地找到導(dǎo)致故障出現(xiàn)的原因，進(jìn)一步保證飛機(jī)的飛行安全性和可靠性，進(jìn)而保證人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。如今，需要采取相應(yīng)的措施，盡量減少電纜造成的問題，從而促進(jìn)助航燈光系統(tǒng)在機(jī)場(chǎng)航道中作用的發(fā)揮，同時(shí)，對(duì)于此項(xiàng)目的研究，也是目前社會(huì)廣泛關(guān)注的課題。

【參考文獻(xiàn)】

【1】盧迎飛;賈海濱;閆碩;.電纜對(duì)地絕緣不良點(diǎn)、電纜混線點(diǎn)故障定位方法研究及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用[C]//2017京津冀綜合交通技術(shù)創(chuàng)新協(xié)同發(fā)展學(xué)術(shù)研討會(huì).0.

【2】鄒宇，謝振俊.縣級(jí)企業(yè)配電線路故障定位系統(tǒng)應(yīng)用研究[J].通訊世界，2018，No.334（03）：151-152.