【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电气工程，具体涉及航空直流故障电弧模型仿真方法和存储介质。
技术介绍
1、直流串联电弧是飞机配电系统常见故障之一。输电线路潜在的连接器松动或电缆芯线断裂是造成此类电弧的主要原因。当飞机处于低电压飞行环境时，电弧故障的阈值会明显降低，电弧故障更容易发生。在电弧燃烧过程中，会产生强烈的光、辐射和大量的热能，对周围部件或终端部件造成严重的物理损伤或电气损伤，甚至可能引发区域性火灾。
2、同时，随着更多电动飞机甚至全电动飞机的快速发展，飞机电力系统的功率等级和输电网络的复杂度不断提高，导致电弧故障的风险和概率进一步增加。与其他类型的故障电弧不同，直流串联型故障电弧不具备过零特性，难以自行熄灭。同时，其表现出较高的电阻，不会引起线路电流的增加，因此，很难通过断路器从线路上快速切除。这些因素使得直流电弧故障更加隐蔽，难以检测和保护。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种航空直流故障电弧模型仿真方法和存储介质，以解决目前存在的线缆直流电弧故障隐蔽、难以检测的问题。
2、第一方面，本专利技术提供了一种航空直流故障电弧模型仿真方法，所述航空直流故障电弧模型仿真方法包括：采集直流故障电弧测试系统的试验数据，所述试验数据包括电弧电压和电弧电流；基于电弧的能量平衡原理对电弧的整个动态过程进行建模，并结合所述试验数据和电弧功率模型，推导出电压平均模型；基于试验电路，搭建所述电压平均模型的matlab/simulink仿真模型。
3、在一种可选的实
4、在一种可选的实时方式中，对电弧的整个动态过程进行建模，并结合采集的所述电弧电压、所述电弧电流和电弧功率模型，推导出电压平均模型，具体包括：根据电极间距从接触到分离的动态过程和电弧功率关系，构建电弧功率模型；根据所述功率模型拟合出电弧电压和弧柱间平均场强、电极间距、电极压降的数学模型：；其中，e为弧柱间平均场强，l(t)为电极间距，uak为电极压降。
5、在一种可选的实时方式中，根据电极间距从接触到分离的动态过程和电弧功率关系，构建电弧功率模型，具体包括：将电弧能量分布划分为传导、对流、辐射三种方式；对于电流小于30a的情况，假定电极间距等于弧长，间隙平均场强等于弧柱内部场强，电极压降在电弧运动过程中保持不变，电极上的功率损耗与弧柱区分开；耗散功率与电极间距成正相关；
6、在一种可选的实时方式中，分析耗散功率计算函数，具体包括：计算耗散功率ploss如下：；式中：pcon为传导散热功率、pcov对流散热功率、prad为辐射散热功率；计算电弧总功率parc如下： 式中，uak为电极的耗散功率；iarc为电弧电流；pint为弧柱区的输入功率；计算弧柱区的输入功率pint如下：；其中，弧柱沉积功率表示为：；式中，qcol为弧柱沉积能量。
7、在一种可选的实时方式中，pcol描述函数如下：
8、式中，c、d、k1、k2均是经验参数。
9、ploss的描述函数为：；式中，a为散热功率系数；
10、pint最大值pmax描述函数为：
11、式中，vload为负载电压，iload为负载电流。
12、在一种可选的实时方式中，依据pcol、ploss、pint三者关系获得变量约束关系对ploss与pcol描述函数中参数进行推导，具体包括：
13、约束条件为：
14、
15、
16、
17、
18、参数表达式为：
19、
20、
21、
22、
23、式中，q为pint与ploss曲线的交点；tq为q点横坐标；pq为q点纵坐标；lq为在q点的电极间距；lr是燃弧过程中电极移动距离；tdur为电弧的总燃烧时间。
24、在一种可选的实时方式中，计算电弧电极间隙平均场强以及电弧电压，完成仿真计算，具体包括：
25、
26、式中，l(t)为电极间距；iarc为电弧电流；
27、通过公式
28、
29、完成仿真中耦合电路方程迭代求解形成。
30、在一种可选的实时方式中，基于试验电路与平均模型，搭建所述电压平均模型的matlab/simulink仿真模型，具体包括：利用matlab/simulink搭建仿真试验电路，在function功能模块中建立模型程序完成仿真。
31、另一方面，本专利技术提供了一种存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现任一项所述的航空直流故障电弧模型仿真方法的步骤。
32、由于上述的存储介质可实现上述的航空直流故障电弧模型仿真方法的步骤，因此，使得该存储介质具有航空直流故障电弧模型仿真方法的一切有益效果，在此不再赘述。
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1.一种航空直流故障电弧模型仿真方法，其特征在于，所述航空直流故障电弧模型仿真方法包括：
2.根据权利要求1所述的航空直流故障电弧模型仿真方法，其特征在于，所述直流故障电弧测试系统包括：
3.根据权利要求2所述的航空直流故障电弧模型仿真方法，其特征在于，对电弧的整个动态过程进行建模，并结合采集的所述电弧电压、所述电弧电流和电弧功率模型，推导出电压平均模型，具体包括：
4.根据权利要求3所述的航空直流故障电弧模型仿真方法，其特征在于，根据电极间距从接触到分离的动态过程和电弧功率关系，构建电弧功率模型，具体包括：
5.根据权利要求4所述的航空直流故障电弧模型仿真方法，其特征在于，分析耗散功率描述函数，具体包括：
6.根据权利要求5所述的航空直流故障电弧模型仿真方法，其特征在于，
7.根据权利要求6所述的航空直流故障电弧模型仿真方法，其特征在于，依据弧柱沉积功率Pcol、耗散功率Ploss、输入功率Pint三者关系获得变量约束关系对耗散功率Ploss与弧柱沉积功率Pcol描述函数中参数进行推导，具体包括：
<...【技术特征摘要】
1.一种航空直流故障电弧模型仿真方法，其特征在于，所述航空直流故障电弧模型仿真方法包括：
2.根据权利要求1所述的航空直流故障电弧模型仿真方法，其特征在于，所述直流故障电弧测试系统包括：
3.根据权利要求2所述的航空直流故障电弧模型仿真方法，其特征在于，对电弧的整个动态过程进行建模，并结合采集的所述电弧电压、所述电弧电流和电弧功率模型，推导出电压平均模型，具体包括：
4.根据权利要求3所述的航空直流故障电弧模型仿真方法，其特征在于，根据电极间距从接触到分离的动态过程和电弧功率关系，构建电弧功率模型，具体包括：
5.根据权利要求4所述的航空直流故障电弧模型仿真方法，其特征在于，分析耗散功率描述函数，具体包括：
6.根据权利要求5所述的航空直流故障电弧模型仿真方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：石旭东，邹元章，赵宏旭，李云龙，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：
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