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助航灯光系统回路电缆故障分析与定位研究

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年4月下作者：陈晓光

[导读] 助航灯光系统是机场航道的重要组成部分。它的灯光系统类别众多，系统庞杂，控制着整个机场航道主要灯光的运行。正是因为它的结构精细，且各个系统都有独立分工，所以一经损坏或者发生故障，可谓是牵一发而动全身。论文详细地分析了助航灯光系统回路电缆故障原因以及未来应如何改进故障定位技术。

内蒙古自治区民航机场集团有限责任公司呼和浩特分公司飞行区管理部陈晓光 010000

摘要：助航灯光系统是机场航道的重要组成部分。它的灯光系统类别众多，系统庞杂，控制着整个机场航道主要灯光的运行。正是因为它的结构精细，且各个系统都有独立分工，所以一经损坏或者发生故障，可谓是牵一发而动全身。论文详细地分析了助航灯光系统回路电缆故障原因以及未来应如何改进故障定位技术。
关键词：助航灯光系统；电缆故障；分析定位研究
        1 助航灯光系统回路电缆的现状
        民航机场助航灯光系统是确保机场正常运行和机场飞机起飞、降落阶段飞行安全的重要设施，可以作为夜间和能见度低情况下机场跑道和滑行道的重要指路标志。目前，在电缆发生故障后，维护人员通常会在地面上反复进行振动实验，检测费用很大，而且耗费大量的时间。随着各种实用方法的出现，其中使用最广泛的跟踪定位方法是数学形态学和小波分析定位法，其特点是在实际应用中，大多数错误可以在短时间内的得到有效地处理[2]。在这个过程中，由于使用的行波大多数是全频域信号，所以灯光回路系统的电缆在传输时，将受到电缆特征阻抗造成的影响，并且难以识别错误反射的特定时间。
        2助航灯光电缆故障原因的分析
        2.1元器件绝缘老化导致的故障
        主要因素如下，如果长时间在高压或高温下使用绝缘电缆，可能会发生局部放电，并可能导致元器件出现部分老化的问题。由于助航所使用的电缆，在绝缘介质内部存在气泡，可以在形成的电场中自由运动，这在一定程度上降低了元器件的绝缘性能。另外，电缆在使用中，外面的绝缘塑料渗入水，将会导其中的绝缘纤维产生水解现象，降低了绝缘性能。当用浸油纸绝缘的电缆长时间运行时，电缆中的绝缘油会干燥并结晶，使绝缘纸变脆。如果电缆长时间铺设，电缆长期在水中浸泡，由于其内部还存在一些化学物质，会使得电缆的绝缘介质出现破裂和腐蚀现象[3]。
        2.2材料缺陷问题导致的故障
        在电缆出现的问题中，尤为重要的是材料缺陷所导致的故障，可以通过三个方面进行探究：第一方面，存在使用质量不合格的材料生产电缆的现象。这部分问题主要是铅(铝)护层留下的缺陷，将会使得电缆外面的绝缘包装存在相应的问题。第二方面，绝缘不能得到很好地保持或控制，出现电缆潮湿，脏污或老化现象。第三方面，电缆附件生产不良，电缆在制造过程中受人和环境因素的影响。
        2.3铺设施工质量导致的故障
        影响铺设施工质量的主要因素如下，电缆铺设不符合要求和规定。在铺设过程中，拉力过大，使用的工具和设备不正确，电缆护套受到机械损坏，则会导致故障。过载操作。由于长期过载操作，将会导致所使用的电缆温度处于高温的状态。当温度上升，就会严重影响施工的质量，进而导致电缆的使用出现较多的故障问题。
        只有全面分析和掌握电缆故障产生的因素，并总结经验，不仅有助于快速找到故障点，还可以提高电缆结构质量，降低故障率，对延长电缆的使用寿命是有益的。
        3助航灯光系统回路电缆故障检测的几种常用方法分析
        3.1采用电桥法检测故障
        在助航灯光系统回路电缆故障检测中，可以采用电桥法检测分析。基于此种方法可以明确测量方式，并有效地解决低温组态以及电缆开路的问题，作出进一步的研究分析，同时这也是一种常用的故障检测手段。

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采用电桥法检测故障依据的原理是惠斯登电桥，通过体现出的电阻与长度呈现正相关的关系，能够实现电阻调整操作，从而实现平衡电桥的处理方式。采用此种方式的优点在于方便和快捷。
        3.2采用低压脉冲反射法检测故障
        在电缆检测中，还可以采用低压脉冲方法。采用此种方法可以针对低阻故障和断线故障进行检测。主要的施工步骤和原理如下，电波在进行传播时，面临不平均的线路阻抗，则会在回路上出现反射现象。基本步骤是，将脉冲电压信号注入故障电缆的头端，当脉冲遇到阻抗不匹配点，通过入射线时发生反射波动和反射行进时间进行测距。这种方法的优点是简单和直观，不需要知道电缆长度等原始数据，也可以区分误差类型。因此，本文采用这种方法研究电缆的故障位置。
        4助航灯光系统回路电缆故障定位的分析
        4.1采用数学形态学和小波分析定位的分析
        在检测回路电缆故障定位研究中，可以借助数学形态学和小波分析定位的研究领域做出指导分析。在数学形态学研究面次上，主要是通过数学微积分和概率几何学进行研究。对此，可以提供一定的非线性滤波技术，能够保证对信号本体的特征做出分析。另外，采用数学形态学和小波分析定位方式，可以及时准确地诊断故障。因为助航灯光系统回路电缆故障的原因多种多样，比如，信号峰值出现较大的变化，将会比静态的信号所传达的故障还要多。为此，采用此种故障定位方式，并借助傅里叶小波变换体系，能够对信号的发生值作出精准地标注。同时，基于此种特性，为故障定位提供了一种良好的检测手段。根据检测指数的数值来计算，这是其他数学分析方法难以实现的。
        4.2采用低压脉冲反射法分析定位的分析
        电缆故障测试基于以下原理，线路的阻抗不均匀，并且当波通过传输线传输时出现相反的情况。在测试期间，低压脉冲被注入电缆，当它们沿着电缆传播到阻抗不匹配点时，它们被反射回测量点并记录在仪器上。可以通过识别由低压脉冲产生的反射脉冲的极性来确定电缆故障的类型。在助航光缆铺设过程中，通过接头或 T 型进行连接处理。结合低压脉冲反射分析的原理，接头的存在将会在一定程度上限制电缆的使用，并进一步出现反射现象，这使得波形复杂。采用低压脉冲反射法分析定位研究分析接头处的反射波形，从而增加了识别率。
另外在这些反射研究上，借助滤波器设备消除了大量的噪声问题，因此不会影响本实验的测量精度。
        4.3采用滤波器设计定位的分析
        为了提高测距的准确性，必须采用高频率。如果在设备的选择上，出现频率高的情况，那势必会对测距定位造成一定的限制，同时也会收集到大量的噪声。另外，当存在的噪声信号存在较大干扰时，故障行波的起点将会出现精准性降低的问题。因此，需要采用有效的噪声消除方法来消除噪声，保持有用信号最大化，并改善所收集信号的信噪比。在行波测距期间，采集的行波信号可以有效消除白噪声。采用数学形态学研究方式降噪，可有效地消除脉冲噪声，这提高了故障定位的准确性。
        5结语
        综上所述，由于各种原因导致助航灯光系统回路电缆出现故障，无法保证助航灯光系统正常的工作时，必须采取相应的措施和研究方案解决问题。只有及时发现出现的故障，或者在故障前进行安全排查，才能从源头上避免故障的发生。另外，需要及时准确地找到导致故障出现的原因，进一步保证飞机的飞行安全性和可靠性，进而保证人们的生命财产安全。如今，需要采取相应的措施，尽量减少电缆造成的问题，从而促进助航灯光系统在机场航道中作用的发挥，同时，对于此项目的研究，也是目前社会广泛关注的课题。
参考文献
[1]李冬青. 浅谈信息技术在助航灯光监控中的应用[J]. 福建建筑，2010,03:25-26.
[2]危韧勇，刘春芳. 基于小波理论的超高压输电线路故障定位与选相方法[J]. 中国电机工程学报，2000,20(5)：85-88
[3]邹宇,谢振俊.县级企业配电线路故障定位系统应用研究[J].通讯世界,2018,334(03):151-152.