航空故障电弧损伤效应及特征分析方法研究

【摘要】：随着多电全电飞机的不断发展,机上电气系统日益复杂,由于飞机老化以及高温、振动、盐雾潮湿等严酷环境,造成电缆绝缘破损所引发的故障电弧严重威胁着航空安全。到2011年,我国民航局在CCAR25部中明确规定“每个EWIS(电气线路互联系统)的设计和安装必须与其他EWIS和飞机系统具有足够的物理分离”,然而,在一些具体实践中某些线束无法达到要求的隔离距离,所以需要通过相关的原理性试验进行验证,用电弧损伤试验评估EWIS中故障电弧的危害。因此,有必要对故障电弧的损伤效应进行研究,对特殊情况的隔离间距进行指导,并通过研究故障电弧波形特征,总结故障电弧特征分析方法,进一步在源头上消除隐患,提高航空安全。本文基于故障电弧理论,对航空交流故障电弧的物理过程进行了仿真,通过半个周期内电弧温度的变化,初步分析电弧物理过程;基于磁流体动力学方程与电弧能量最大假设,利用COMSOL Multiphysics软件对不同隔离间距下的管路损伤进行了仿真,对比分析了电弧损伤试验结果,表明了电弧损伤模型的有效性,进而分析了不同参数对结构铝管损伤类型的影响规律。基于Mayer电弧动态模型理论,利用MATLAB-Simulink建立28V直流和115V/400Hz交流故障电弧仿真模型,研究不同负载对故障电弧波形特征的影响规律。最后,总结了故障电弧特征分析方法,研究了两种故障电弧检测技术基本流程,并基于小波变换的欧氏距离对电流波形数据进行了分析。