● 摘要
随着航空工业的发展，航空电气系统日趋复杂，航空安全问题日益受到人们的关注。航空电气系统的复杂性使航空电气潜在故障增多，电气安全问题更为严峻。由于飞机内电缆密布可以达到上百公里，因此由电缆绝缘问题引发的电气故障严重威胁到航空安全。本文从特征阻抗数值计算，建模仿真，信号源设计与实验测试，故障测试信号的分析与处理四个方面，对时域低压反射法在检测航空电缆绝缘缺陷与故障中的应用做了研究分析。以带屏蔽的单芯同轴电缆、双芯电缆和三芯电缆共四种标称截面的航空电缆为对象，计算八种绝缘故障的电缆特征阻抗和反射系数，通过ANSYS有限元数值方法和计算多导体电感的方法，解决了导线非对称性绝缘故障的特征参数计算。通过计算结果得出了故障形式与程度对导线特征阻抗和反射系数的影响以及变化趋势。同时根据传输线理论建立了故障电缆的测试仿真模型，对输入不同上升沿时间的阶跃信号对故障波形的影响进行仿真比较，仿真结果表明上升沿时间的减小提高了故障信号的幅值，有利于故障特征的识别，由此得到检测系统所需的信号源设计指标并制作了信号发生电路。进行了实际的测试，同时验证了特征阻抗与反射系数计算预测的正确性。最后对实际测试实验中接收到的故障波形进行信号分析与处理，采用小波分析的方法对信号进行消噪及奇异点检测，以更好地实现对故障信号的特征诊断及定位。