用于检测电气布线的故障的系统技术方案

本发明专利技术公开了用于检测电气布线的故障的系统。主电气布线在其长度上经受环境温度的变化。一种用于检测可能导致串联电弧或连接处发热的主电气布线的故障的检测系统包括作为回流回路与所述主电气布线并排放置的监测电气布线、监测设备和将所述主电气布线的输出端处的电势带回所述监测设备的回流电缆。所述监测设备包括可控电流发生器，所述可控电流发生器将根据流过所述主电气布线的电流将电流注入到所述监测电缆中。电子电路系统确定所述主电气布线和所述监测电气布线的输入端和输出端处的电压的差，以检测导致串联电弧或连接处温度升高的主电气布线的潜在故障。因此，尽管温度变化，还是能检测到主电气布线的故障。还是能检测到主电气布线的故障。还是能检测到主电气布线的故障。

【技术实现步骤摘要】
用于检测电气布线的故障的系统


[0001]本专利技术涉及一种用于检测电气布线的故障的系统。本专利技术尤其适用于航空领域。

技术介绍

[0002]电气设施包括可以达到几十米的供电布线。布线应理解为供电电缆以及这些供电电缆之间的任何电连接。沿着这些供电电缆的环境条件可能不同。例如，在飞行器中，电气布线将涡轮喷气发动机的出口处的发电机(通常在飞行器的一个机翼上)与供电系统(例如飞行器的驾驶舱区域的配电中心)连接在一起。该电气布线在其长度上经受环境条件的变化、更具体地是温度的变化。鉴于所考虑的布线区域(在机翼上并且取决于该区域是否靠近涡轮喷气发动机、在加压舱中等)，鉴于飞行器的运行阶段(在地面上、在飞行中)，并且鉴于气象条件(一天中的时间、季节、世界地区等)，这些变化可能很显著。还可以注意到电气布线的温度升高与由电流在电气布线内通过引起的电阻发热有关。
[0003]在电气布线中电缆磨损或电连接故障的情况下，可能出现串联电弧，或在连接处出现显著的局部温度升高。通常借助于断路器来检测电弧的形成，这对于并联电弧特别有效，但这些断路器无法检测串联电弧的形成(因为电流不会增大)。沿着电气布线的温度变化使得从发电机处起到配电中心处的电压降的潜在测量值变得微不足道，因为温度会影响电缆的电阻。例如，铜的电阻在从
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40℃到+150℃的温度范围内变化100％，这可能在相同的电流强度下在飞行器的供电电缆中导致10伏甚至20伏的电压差。由于与串联电弧的形成或连接电阻的增加相关联的电压降具有相同的数量级，因此由于上述温度变化，无法通过简单地测量电压降检测出电气布线的故障。尽管串联电弧的危险小于并联电弧的危险，但期望的是能够以预期维护操作的方式抢先检测到会导致串联电弧的形成或连接电阻的增加的电气布线故障(尤其是在飞行器的电气设施中)。

技术实现思路

[0004]为此，提供了一种用于在DC电气设施中检测电气布线的故障的检测系统，所述电气布线具有截面S1并且被称为主电气布线，所述主电气布线被安装成使得所述主电气布线在其长度上经受环境温度的变化。
[0005]根据第一实施例，所述检测系统包括：另一电气布线，所述另一电气布线被称为监测电气布线，所述监测电气布线被设计成与所述主电气布线并排放置，具有与所述主电气布线相同的长度，具有相同的组成，具有小于所述截面S1的截面S2；可控电流发生器，所述可控电流发生器在所述监测电缆的输入端处注入电流I2，所述电流基本上等于流过所述主电气布线的电流I1乘以等于比率S2/S1的衰减增益，所述主电气布线和所述监测电气布线在输出端处接合；以及电子电路系统，所述电子电路系统被布置用于将主电气布线的输入端处的电势与监测电气布线的输入端处的电势进行比较，并且在所述电势的差超过预定义阈值时检测到主电气布线的故障。因此，尽管温度变化，还是能检测到导致串联电弧或连接处温度升高的主电气布线的故障。
[0006]根据一个特定实施例，所述检测系统包括电流探头，所述电流探头测量所述电流I1的强度，并且其中，所述电子电路系统包括：衰减器，所述衰减器根据由所述电流探头测量的所述电流I1的强度来控制所述可控电流发生器；差分放大器，所述差分放大器用于获得所述主电气布线的输入端处的电势与所述监测电气布线的输入端处的电势之间的差；以及比较器，所述比较器将所述差分放大器的输出与对应于所述预定义阈值的预定义电势Vref进行比较。
[0007]根据一个特定实施例，在所述比较器的输出端处存在低通滤波器。
[0008]还提供了一种电气设施，所述电气设施包括电气布线，所述电气布线被称为主电气布线，所述主电气布线被设计成安装在所述主电气布线在其长度上经受环境温度的变化的环境中，并且所述电气设施还包括如上所述的检测系统。
[0009]根据一个特定实施例，所述监测电气布线在其长度上抵靠所述主电气布线放置。
[0010]根据一个特定实施例，该电气设施还包括断路器，并且其中，所述电子电路系统被布置用于当所述主电气布线的输入端处的电势和所述监测电气布线的输入端处的电势超过所述预定义阈值时触发所述断路器。
[0011]还提供了一种飞行器，所述飞行器包括如上文所述的电气设施，所述主电气布线安装在所述飞行器的经受不同环境温度的区域中。
[0012]根据一个特定实施例，所述主电气布线安装在以下两者之间：在涡轮喷气发动机的出口处安装在所述飞行器的机翼上的发电机、以及安装在所述飞行器的加压舱中的配电中心。
[0013]根据第二实施例，所述检测系统包括：另一电气布线，该另一电气布线被称为监测电气布线，具有小于截面S1的截面S2，被设计成作为回流回路与该主电气布线并排放置；监测设备；回流电缆，所述回流电缆将所述主电气布线的输出端处的电势带回所述监测设备。此外，所述监测设备包括：可控电流发生器，所述可控电流发生器在监测电缆的输入端处注入电流I2，所述电流等于由衰减因子G1衰减的电流I1，电流I1流过主电气布线，可控电流发生器连接在监测电气布线的输入端与输出端之间，衰减因子G1使得电流I1和I2分别在主电气布线和监测电气布线中导致相同的温度升高；以及电子电路系统，所述电子电路系统包括第一差分放大器，所述第一差分放大器借助于运算放大器来实施，所述运算放大器在主电气布线的输入端处连接到第一输入端并且经由回流电缆在主电气布线的输出端处连接到第二输入端，所述电子电路系统电路被布置用于确定所述第一差分放大器的输出同所述监测电气布线的输入端与输出端之间的电压借助于增益G2得到的适配值之间的电压差，其中，G2＝S2/(2.G1.S1)，并且在所述电压差超过预定义裕量时检测到所述主电气布线的故障。因此，尽管温度变化，还是能检测到导致串联电弧或连接处温度升高的主电气布线的故障。
[0014]根据一个特定实施例，所述检测系统包括电流探头，所述电流探头测量所述电流I1的强度，并且其中，所述电子电路系统包括：衰减器，所述衰减器根据由所述电流探头测量的所述电流I1的强度来控制所述可控电流发生器；第二差分放大器，所述第二差分放大器被布置用于在输出端处指示监测电气布线的输入端与输出端之间的电压借助于所述增益G2进行适配后得到的值；第三差分放大器，所述第三差分放大器被布置用于在输出端处指示第二差分放大器的输出端处的电压与第一差分放大器的输出端处的电压之间存在的
差；以及比较器，所述比较器将第三差分放大器的输出与对应于所述预定义裕量的预定义电势Vref进行比较。
[0015]根据一个特定实施例，在所述比较器的输出端处存在低通滤波器。
[0016]还提供了一种电气设施，所述电气设施包括电气布线，所述电气布线被称为主电气布线，所述主电气布线被设计成安装在所述主电气布线在其长度上经受环境温度的变化的环境中，并且所述电气设施还包括如上文所述的检测系统。
[0017]根据一个特定实施例，所述监测电气布线在其回流回路长度上抵靠所述主电气布线放置。
[0018]根据一个特定实施例，所述电气设施还包括断路器，并且其中，所述电子电路系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于在DC电气设施中检测电气布线(130)的故障的检测系统，所述电气布线具有截面S1并且被称为主电气布线，所述主电气布线(130)被安装成使得所述主电气布线在其长度上经受环境温度的变化，其特征在于，所述检测系统包括：
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另一电气布线(140)，所述另一电气布线被称为监测电气布线，具有小于截面S1的截面S2，被设计成作为回流回路与该主电气布线(130)并排放置；
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监测设备(150)；
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回流电缆(145)，所述回流电缆将所述主电气布线(130)的输出端处的电势带回所述监测设备(150)；并且在于，所述监测设备包括：
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可控电流发生器(320)，所述可控电流发生器在所述监测电缆(140)的输入端处注入电流I2，所述电流等于由衰减因子G1衰减的电流I1，所述电流I1流过所述主电气布线(130)，所述可控电流发生器(320)连接在所述监测电气布线(140)的输入端与输出端之间，所述衰减因子G1使得所述电流I1和I2分别在所述主电气布线(130)和所述监测电气布线(140)中导致相同的温度升高；以及
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电子电路系统(150)，所述电子电路系统包括第一差分放大器(341)，所述第一差分放大器借助于运算放大器来形成，所述运算放大器在第一输入端处连接到所述主电气布线(130)的输入端并且在第二输入端处经由回流电缆(145)连接到所述主电气布线(130)的输出端，所述电子电路系统电路被布置用于确定所述第一差分放大器(341)的输出同所述监测电气布线(140)的输入端与输出端之间的电压借助于增益G2得到的适配值之间的电压差，其中，G2＝S2/(2.G1.S1)，并且在所述电压差超过预定义裕量时检测到所述主电气布线(130)的故障。2.根据权利要求1所述的检测系统，包括电流探头(310)，所述电流探头测量所述电流I1的强度，并且其中，所述电子电路系统(150)包括：
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衰减器(330)，所述衰减器根据由所述电流探...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克，
申请(专利权)人：空中客车运营简化股份公司，
类型：发明
国别省市：