机场助航灯光接地故障的绝缘电阻序列研究

机场助航灯光接地故障的绝缘电阻序列研究

孟林龙

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  内蒙古自治区呼和浩特  010070

摘 要：机场助航灯光对保障夜间恶劣天气飞行具有重要意义，但因其复杂、规模庞大等特点，目前维修与管理工作的效率低下，基于大数据的维修与维修决策将成为一种有效的方法。结合已有的研究成果，建立了一种能够与常规运营机理相结合的新型电力系统，通过对机场的助航灯光监控系统进行实证研究。研究表明：在助航灯光监控系统中，当最低电压降至1兆欧时，将会有较长时间内，存在着较低的绝缘电阻；若发生频率顺序C2->H1)，则发生大电流的可能性。

关键词：频繁时序；数据挖掘；机场助航灯光；接地故障

助航灯光在保证航空安全方面具有重大意义，而机场助航灯光线路长、范围广、设备多，其维护与管理难度大，唯一的出路就是实现数字化，应用助航灯光监控对提升机场维护工作的效能与保障水平具有重大意义。本文所研制的助航灯光监控装置，能够探测到助航灯光的异常亮度、断芯以及绝缘子二次端断开等各种故障。目前，利用信息系统监控助航灯光的模式得到了广泛的发展，但大部分都是被动型的，比如调整灯光强度、出现故障报警等，对于其内部的规律的深入研究很少，无论是采集数据时还是采集数据后，数据都没有得到更深层次的利用，离维修管理的数字化需求还有很长的路要走。

1.绝缘接地故障频繁序列挖掘模型

1.1频繁序列挖掘方法基础

其中，纵向序列挖掘是一种有效的快速搜索方法。通常情况下，对于序列或者时序数据，都是要进行频繁序列挖掘的，这种数据挖掘技术能够从一个已知的数据库中，找出一个时空上的规律。（1）顺序，它是一条完整的信息流，一般在一个时间序列中包含多条信息。（2）术语，是一系列最小基本单位的一组。（3）描述事物与事物的相互联系的事件，通常用时间来表达。（4）支撑，一个系列 X的支撑程度是一个连续交易资料库中 X被包括在一个系列中的频率。这里的 include一定要保持次序。在此频率满足指定需求（最少支助）时，序列 X被称作频繁序列。（5）k个频繁数列，其中，其频率顺序中的项数就是 k的数值，称为一个 k频率数列，并以 F来表达。传统的频繁序列挖掘算法有 GSP逐层挖掘、 SPADE垂直序列挖掘、 PrefixSpan的投影序列挖掘等，而 SPADE算法是一种常用的挖掘算法，它的核心是将序列－定位元组作为一个序列－定位元组的集合，通常称为 poslist，而这些 poslist组成了一个时间序列库的垂直表达式。因为有了定位的数据，所以 SPADE可以合并成多个项目的 poslist。

当然，前提是 r。SPADE的优点是能够对序列进行深度与宽度两种选择。

1.2助航灯光主回路绝缘接地故障

为确保环路内各灯的照明强度一致，即各灯之间的电流相等，通常都是由 AC串联构成。为确保某一盏灯发生故障后，不造成整个照明线路的损坏，应在每一盏灯上加装绝缘变压器。助航照明回路通常采用1:1比例的绝缘变压器，其采用的是一种基于电磁感应的方法，将单一的电灯泡回路从主回路中分离出来，连接到主回路的叫做初级，连接到灯泡回路的叫做次级。一般情况下，把增压变压器次级和绝缘变压器的初级部分称作导航照明的主要线路。

助航照明设备中，常见的故障有：升压变压器故障，主回路绝缘电阻故障，主回路开路故障，照明灯具电路（二次侧绝缘）故障。在电力系统中，主回路的绝缘电阻发生了失效，一般称为“接地”。这是因为主回路中的一根导线上的绝缘阻值下降，使这一点上的线路接地，从而使其上的电压降至0，使灯具的照明强度下降。若有两个地线，则二点间之灯即熄

1.3模型与助航灯光监控检修机制的耦合

助航灯光主电路的故障检测与维修是实现该系统正常工作的普遍操作方式。在飞机运行过程中，对照明主要线路进行监视，发现问题后，立即进行紧急处理，并通过定期检查，减少事故发生次数。助航灯光监控和维修机构，其工作程序分为以下步骤：（1）在每月一次的巡检中检测出错误。（2）在执行过程中发生飞机事故时，对飞机进行了紧急处理。（3）对失效的成因进行分析。（4）对环路失效进行修理。（5）工作结束后，对工作人员做好相关工作，并做好相关工作。根据航标光主回路的缺陷监测和周期维修机制，提出了应急措施，修复了线路失效的部分。最大限度地提高了数据抽取链接2个，数据库1个，数据挖掘链接1个，知识库1个。

2.实例验证与结果分析

某航空公司位于中国的中心地带，其助航灯光已经投入运行8年之久。利用此监控平台，对某机场导航照明主回路出现的各种故障进行了分析和处理。因受环境及其他客观原因限制，本研究以 XX年X月X月X日为研究对象，收集了10条线路118个工作日的监测资料。结果如表1所示。

表1 接地故障频繁时序模式

（1）通过比较各个频率序列的失效序列支撑度 Sr和非失效序列支撑度 S，得到的失效序列在失效序列中的支撑度约为未失效序列的2倍。因此，本文提出了一种新的方法，即在辅助照明系统运行期间，如果其中一条线路发生了如图8所描述的那样发生了，那么就有很大的概率发生了绝缘接地故障。（2）在发生（H1）的情况下，第一日的平均绝缘电阻变化为[-0.44,-0.04]，如果中间点是-0.18，也就是前一天的平均绝缘电阻降低了18%，则发生接地故障的可能性超过30%。所以，在检修和管理时，如果发现变压器的绝缘电阻降低超过18%，就应该引起重视。特别是当频率顺序C2->（H1）的情况下，在这种情况下，线路发生接地故障的可能性高达36.2%，因此需要对这一环节进行监测，以避免接地事故。

结束语：

综上所述，首先目前的照明监控信息系统已经能够很好地实现对电网的接地故障的预警，但其出现频率过高的现象，却成为航空安全工作中所不愿见到的一个现象。本项目针对航空助航灯光的特性，建立基于多层介质特性的解析模型，对主回路接地故障进行高效的识别与预警。其次，将导航辅助照明的常规主电路故障监测和维修机理与已建立的多源高频时序挖掘方法相结合，形成一种集数据采集、分析和应用于一体的新型数据驱动的新型调度机制，并分析其优点和不足，并以少量的人工代价和少量的人工投入，大幅提升辅助照明的可靠性。

参考文献

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