用于無源檢測和定位線束缺陷的方法和系統的制作方法

專利名稱：用于無源檢測和定位線束缺陷的方法和系統的制作方法
用于無源1t測和定位線束缺陷的方法和系統本發明是在由國防部授權的合同號NO0421-05-D-0116下并且在得到TO 支持的情況下做出的。鵬對于本發明可以具有某些權利。
技術背景在此所描述的系統和技術大體上涉及布線系纟充監測和診斷。更具體地說， 它們涉及用于檢測線束中的故障(如磨蝕(chafing))的局部放電監測。線束(wiring harness)是捆扎在一起以簡化其處理和，的一組電線。雖 然將電線捆扎成一組使得對它們進行集體處理的過程更加容易，但是也使得捆 中的對蟲線的檢查和修理更加困難。另外，因為電線被捆扎在一起，線束中的 電線在震動或其它物理裝載期間會遭，擦和磨蝕，這會引起電線變差，最終 導致鵬啲斷氏。在諸如餅機的高震動環境中，該問題尤其明顯。監測捆扎的線束中的電線是人們所希望的，以此在故障發生時并且在故障 變得嚴重到足以使電線傳送的信號完全丟失之前檢測出故障。已經4柳了各禾中 技術，包括外觀檢驗、阻抗測試以及反射計(reflectometry)。然而，這些中的每 一種都具有局限性。例如，在很多環境中，例如在飛機內，在不明顯地^l軍電 線束的情況下，很多電線都不能被進行外觀檢驗。阻抗測試需要連接和斷開電 線，以便將它們附聯(attach)到測試系統。頗計是一種有效的技術，其涉及 沿電線向下發送脈沖，然后當脈沖返回時研究它的RI寸的峰值和波形，但^ffl 常很少能夠在問題嚴重程度尚小時檢測出進展中的問題。實際上，這樣的技術 不能有效地檢測出磨蝕和磨損(fraying)。由于現有監測技術的這些和其它局限性，所以一直就需要用于檢測和定位 電線缺陷(如磨蝕)的改進的系統。發明內容根據在此所描述的技術的一個方面，提供了一種用于對電線缺陷進行無源 監測的方法。該方法包括將第一傳感皿第一位置附聯到電線，以及將第二傳 感器在第二位置附聯到電線。當在至少一個傳感器中檢測到脈沖時，數據段被 從每個傳感 捉，以使第一數據段被從第一傳liW捉，第二數據段被從第二傳^f捉。與該脈沖和所捕捉的數據相對應的時間標記也被捕捉。與該脈 沖相關聯的一組信號特征根據第一數據段、第二 段和時間標記來計算。使 用該與脈沖相關聯的信號特征來確定缺陷判定，所述缺陷判定表明檢測至啲脈 沖是否表示被監測的電線中的缺陷。與該脈沖和時間標記相關聯的缺陷判定被 存儲在存儲 庫中。根據在此描述的系統的另一方面， 一種無源電線缺陷檢測系統包括一對傳 感器、數據采集設備以及診斷引擎。該對傳感器中的每一個都被附聯到要被監 測的電線，其中每個傳感器位于沿電線的長度方向上的不同位置處。數據采集 設備被配置成從該對傳感器的每一個傳感器接收信號，并響應于在來自傳感器 中的一個的信號中檢測到脈沖而記錄來自每個傳感器的數據段。診斷引擎被配 置成從數據采集設備接收數據段，并輸出缺陷判定，所述缺陷判定表明該脈沖 是否對應于電線中的缺陷。


當參考附圖閱讀下面的詳細描述時，本發明的這些和其它特征、方面以及 優勢將變得更好理解，在所有附圖中相同的附圖標記表示相同的部分，其中圖1示出示例性電線和傳感器的局部橫截面，所述電線和傳 例如可能 被用在飛機布線系統的一個實施例中；圖2圖示出被用在電線捆上的傳感器的實施例；圖3示意地圖示出用于監測電線缺陷的示例性系統的一個實施例；圖4圖示出ffiil診斷引擎的數據流的一個實施例；圖5圖示出i!31分析模型的數據流的一個實施例；以及圖6圖示出判定模型的操作的一個實施例。
具體實施方式
如上面所討論的，當前還沒有這樣的系統，所述系統會,在不斷開電線的 連接或使高壓信號通過它們的情況下檢測和定位電線磨蝕。在此描述的方法和 系統可用于無源itt測線束中的電線，并檢測^^蟲電線中發生的故障，如磨蝕。 因為該系統無源地監測電線，因此能夠避免單獨電線的有源脈動(active pulsing)。這意歸能夠在沒有對電線所連接至啲系統運行造成干擾的情況下連 續地執行監測。此外，該技術還能夠被用于對沿電線長度方向上的故障的位置 進行定位，從而兼顧到了更有目標性的修理和維護。圖1圖示出單個示例性電線。電線100具有導電芯110，并且被一層絕緣體120包圍。齡電線被包裹在護套130中。電線導電芯110傳送電信號，絕 緣體120和護套(sheath) 130保護電線不受機械損傷，并防止它與其它導電材 料(例如其他電線)直難觸，那將會干擾電線的運用。單獨電線勵可以被 集合成電線捆以便更容易地處理。這將在下面更詳細地討論。如圖1中所示，電線濯育,具有附聯到它的傳麟150，用于監測流過 該電線的信號。在一個實施例中，傳感器，也稱作電流探測器(probe)，是重量 輕的、柔性的傳感器，其育^I多監測電線100內的電流。該傳感器由柔性基底制 成，所述基底上布置有一個或多個導線170。探測器150的表面覆蓋有管帽(cap) 175，用于防止導線接觸相鄰的導電表面。當被繞電線100環繞時，傳感器150的導線170形成圍繞電線100的環形 (toroidal)線圈。 一旦被附聯到電線，這種布置就允許傳感器150對所述電線 的導電芯110中流動的電流做出響應。本質上，導線170和芯110形成電流互 感器，其響應于由電線缺陷引起的放電而在導線中感應電流。在傳感器中所感 應的電流肖詢多通過間接附聯到導線170的負載(burden)電阻(未示出)來測量。除如圖1中示出的、f頓單個傳麟150的單個電線100的系統之外，還 可以〗頓這樣的電流探測器來一 她測翻電線，如圖2中所示。通常，當多 個電線100被捆扎在一起以便更容易地M時，它們被這樣布置以使捆200內 的每個電線100彼此大概平行。因為單個捆中的電線通常在相同的位置之間走 線，所以通常在電線捆的^h末端提供一個集^^接器210，以使得更容易地與 系統的其余部分的電線連接和斷開。當監測電線100的捆200時，可以^f頓獨立的傳繊150環繞捆內的每個 電線。這提供了關于捆的每個電線內流動的電流的個體化信息。然而，還可以 采用的方式是單個傳感器150育^被繞整捆電線的外部纏繞，如圖2中所示。 雖然這種布置考慮到由單個探測器150監測多個電線100，但是它沒有考慮到直 接區分開捆200內的獨立電線100的信號。除柔性纏繞之外，傳感器育詢多被嵌入到電線末端的連接器210中，無論電 線是否被捆扎。例如，傳li^可以被itA到連接器210中，每個電線100都端 接在該連接器中。可替換地，用于翻200的電線100的單個傳麟可以被嵌 入到連接器210中。在另一布置中，育,M提供一對背對背的連接器(其中用于每個電線的傳感親皮1tA在連接器體內)來創建內嵌式傳繊250。這種內聯(inline)傳 感器育,用于連接兩捆電線，并提供對捆內電線的監測。關于傳感器的其他細 節和變化旨,在2005年8月16日授權的、名稱為'TV[ONTTORING SYSTEM AND METHOD FOR WIRING SYSTEMS"美國專利號6， 930， 610中找到，其被全部結合在此作為參考。電線100中的電流會由于多種原因而變化，例如，圍繞芯110的絕緣體120 的劣化能夠導致由在傳 150中感應的電流刻寸的電流的局部放電。因此， 環繞式傳感器150考慮至'j在不需要與電線中的中心導體進行任何物理接觸的情 況下對電線中的電^iS行無源(passive)監測。局部放電("PD")是指電線100 中的電流中的突變，所述突變可能在絕緣擊穿期間或者當電流在電線和另一元 件之間形成電弧時產生。下面描述的系統通5!1t查來自位于沿被監測的電線或電線捆的長度方向的 不同位置的一對傳感器的信息而操作。例如，該系統可以對與沿同一電線的長 度方向放置的兩個傳感器相關聯的數據進行分析。如果電線捆被集體地監測 (即， 一個傳S^I皮用于整個捆)，男，么該對傳繊理想地都監測與蟲電線的相 同集合。該系統可以監測和接收來自兩個以上的多個傳感器的M。然而，對于在 此描述的分析，通常在置于同一電線或同一電線捆上的成對傳感器的基礎上檢查W。用于執行監測的示例性系統在圖3中示出。監測系統300具有多個傳繊， 它們產生關于它們所監測的電線中的電流的實時數據。在該圖中，這樣的傳感 器包括一系列單獨的柔性傳感器150，所述傳感器150被置于捆200內的每個電 線100的同一位置。沿電線捆200的長度方向放置的內聯傳感器250對電線進 行單獨檢測，內聯傳感器250被用作這對傳感器的另一傳感器。如上所述，多種傳感^M (內聯、駄、斜蟲纏繞的等)可以沿單個電 線的長度方向放置，并且傳感器沿使用中的不同電線或電線捆放置。然而，被 分析的數據總是將在同一電線或電線捆上的成對傳感器的基礎上進行處理。在 圖3中所示出的實施例中，與用于捆200中的#^電線100的兩個傳mij立置相關聯的M形成用于分析的^S的對。^M專感翻卩與特定電線腦或捆200相關聯，更一般地，與由被監測的電線傳送的一個或多個信號相關聯。此外，當從某一參考點觀懂時，每個傳感器都與沿電線或捆的長度方向的一個位置相關聯。傳感器的輸出被發送到用于記錄的高速數據采集設備(Data Acquistion Device DAQ) 310。 DAQ 310標注從針傳li^進入的信號，并且隨著時間推 移對位于^^位置的每個lffi測的電線的信號進行監測。DAQ還可以對M執 行模擬到數字的轉換。該信號數據被發送到診斷引擎320以用來處理和分析。 引擎320分析每個傳感器和位置的數據，以檢測和定位ltt測的電線內的故障。 診斷弓摩使用診斷算法和判定模型，以確定所接收的數據是否表明被監測的電 線100中的一個或多，陷的存在。當被識別時，這樣的缺陷和它們的關微 據可以被存儲在數據庫330或其它存儲系統中，并且被報告系統340 fOT來提 供信息給用戶，例如飛4于員或維護人員。DAQ 310被配置成針對每1M專感器監測aA的M，并且當滿;^觸發^f牛 時，M31保存一組娜荊每它轉發到診斷弓摩320而對某些劍牛進行響應。例 如，可以這樣選擇觸發條件以使無論何時在信號中觀察到特定變化率，該信號 都被選擇以供捕捉。可替換地，觸發育詢多被與高于(或低于)特定閾值的絕對 電壓電平相關。除這樣的觸發劍牛之外，DAQ還能夠被配置成以特定頻率對進 入的信號進行采樣。用于DAQ的操作和觸發條件的組合在下面被稱為"DAQ參 數'。通常，當在ltt測的電線中檢測到脈沖時，DAQ參數!鵬擇成使得DAQ 捕捉并轉發數據。這樣的脈沖可以由(例如)電線所產生的火花、局部放電事 件或電線上的噪聲引發。當DAQ檢測到來自它的滿足觸發斜牛的傳繊中的一個傳 的信號時， DAQ將針對該傳感器和與該傳感器成對的任何其他傳感器捕捉多個順序數據 讀數。通常，這將是被配置j^其它位置監測同一電線或電線捆的其它傳li^。 用于傳感器產生觸發信號的數據段以及用于與觸發信號成對的傳感器相關聯的 任何傳感器的數據段與適當的時間標記一起被轉發給診斷弓摩以用于分析。圖4示出當觸發事件已經發生時由診斷引擎320對傳 的自數據段進 行的處理。該對傳感器中的每個傳 的信號數據400以及與被捕捉的信號數 據400的時間相對應的時間標記410被從DAQ 310發送到診斷引擎320。除被 捕捉的數據之外，診斷引擎320還獲取DAQ參數420，所述DAQ參數420表征DAQ的操作規則以及數據正被分析的一對傳感器150的位置之間的距離 430。 DAQ參數420以及傳繊之間的距離430可以被存儲在DAQ中，并且根 據情況轉發到診斷引擎320，或者可以M查表或其它可以與引擎320相關聯的 存儲器使得弓l擎320 f辦獲得。示例性的DAQ參數可以包括用于DAQ的觸發 電平(例如，100毫伏)以及DAQ從針傳^4己錄娜所采用的采樣頻率。診斷引擎320包括用于評價進入的數據的兩個模塊分析模塊450，被用 于確定與iSA的信號數據400相關聯的一組信號特征460;以及判定模塊，使用 信號特征460以及其它信息，例如DAQ參數和傳感器之間的距離，來做出關于 與傳感器信號數據相關聯的任何缺陷的性質和位置的判定。該缺陷判定480能 夠包括檢測到的信號是否表示被監測的電線中的缺陷，這樣的缺陷的位置，以 及與該判定相關聯的置信度的測量。圖5示出了分析模±央450所采用的用以產生希望的信號特征460的各種模 型。這些模型包括曲線擬和模型500、噪聲模型510、快速傅里葉變換(FFT) 模型520以及統計模型530。這些模塊中的#^模型都包括一組可執行的代碼， 其被用來分析進入的數據，如信號數據400，并且所述模型在診斷引擎320中的 執行產生一個或多個信號特征460，所述一個或多個信號特征460是由分析模±央 450為信號確定的。每個模型以及它的輸出信號，將在下面更詳細地討論。曲線擬和模型500被用來對aA的信號f^執行自爾(Weibull)分析。這種分析產生對尺度和形狀參數的一對最大似然估計，其能夠被用來表征信號繊400的 爾分布。形狀和尺度參數是那種參數，即當4柳下面的等式1時，產生符合所接收的信號數據的模型。這樣的技術作為求對應于接收的數據的概率分布函數的近似的方式在現有技術中是己知的。 _y = a&c"V"(。 "0) (等式1)尺度(scale)參數是等式1中盼'a"，皿參數是"b"。這種為iM信號中 的每個的數據確定參數的分析被執行，為該對中的每個信號產生,和尺度參 數。這四個參數中的^^都作為被分析的信號繊400的特征460的一部分而''噪聲模型510被用來產生倉,被判定模塊470使用以區，示電線中的故 障的數據信號和僅信號中的噪聲的數據。為信號數據400計算振幅譜估計，然 后信號的DC振幅被從信號繊中減去。然后，如在現有技術中已知的那樣，為非DC信號計算主頻率禾咜的振幅。諸如使用自相關函數的振幅譜之類的技 術能夠被用來改進信號數據的頻率估計。主頻率和它的振幅被作為分析的信號■ 400的特征460而輸出。FFT模型520被用^"信號 400執行離散傅立葉變換，以確定信號的 分量頻率。如在現有技術中已知的那樣，可以通過使用信號數據和采樣頻率 (DAQ參數420中的一個)并將它們供給快速傅立葉變換算法來計算傅立葉變 換。十個最有效的分量頻率被作為信號的特征而輸出。統計模型530是一組統計例程，其提取與數據信號400相關聯的公共描述 性統計。這樣的參數在現有技術中是己知的，并且能夠包括信號的最小值、信 號的最大值、平均值、調和平均值、幾何平均值、信號的均方根值、波峰因數、 鄉樹偏差、標準偏差、傾斜、峰度、回歸r-平方值以及信號的最大值的時間。 這些計算結果中的每個結果都作為信號降征460的一部分被輸出。fflil^信號數據400應用，模型中的每一個，產生時間標記410和DAQ 參數420、信號特征460。信號特征，如上所述，是一組在不需要再生信號的全 部的情況下集體描述信號的參數。如下所描述的那樣，信號特征將可以被用在 判定模塊470中，也可以被直接存儲在存儲數據庫330中。除上面所應用的模 型之外，分析模塊還可以可選地執行信號的壓縮，例如通過使用離散余弦變換 進行壓縮，以將信號數據本身與信號特征一起存儲。一旦分析模±央450已經計算了信號特征460，所述特征被傳給判定模塊470 以確定最終的缺陷判定480。如在圖6中所示的那樣，所述缺陷判定是ffii!4OT 信號特征460、 DAQ參數420以及已知的產生信號數據400的一對傳感器150 之間的距離430來確定的。組成缺陷判定480的元素是表明所述信號是否表 示線路中的放電(指示電線中的缺陷)或線上噪聲的標志；以及1^測到的放電 事件和缺陷的位置(如果所述信號被確定不是噪聲的的話)。圖6示意地示出對傳給判定模決470的 執行的過程。如在步驟600中 示出的那樣，由噪聲模型510確定的噪聲頻率被與由FFT模型520確定的四個 最有效分量頻率進行比較。如果噪聲頻率不在前四個最有效分量頻率中的一個 的1%內(步驟605)，那么該信號被標記為噪聲信號(步驟610)，并輸出缺陷 判定480 (步驟615)。如果噪聲頻率在四個最有效分Si率中的一個的rZ內(步驟605)，那么就對來自兩個傳感器的信號作出該信號是否能夠被當作可能的放電的確定。這 基于兩個值，烕布爾形狀參數(等式1中的't")，以及噪聲振幅與烕布爾尺度 參數的比(噪聲幅值比威布爾尺度，或NOWS)。如果威布爾形狀在一對預定的限值或界限(L1和L2)之間，并且NOWS在另外一對預定的界限(L3和L4) 之間，那么來自該傳繊的信號就被認為表示放電。所述界限是在如下所述的 系統設置期間用實驗方法確定的。該分析是為與WM專感器相關聯的數據而分 別執行的。在步驟620中，為兩個傳感器的信號計算噪聲振幅與鵬爾尺度的比率。 如顆于兩個信號，威布爾形狀都在Ll和L2之間，并艦于兩個信號，NOWS 都在L3和L4之間(步驟625)，那么信號暫時被認為表示放電事件。按如下所 描述的那樣，計算放電位置(步驟630)。如果兩個信號都不具有在預定界限以 內的值，那么該信號被描述為噪聲(步驟610)。在步驟630中，為由信號數據400表示的放電事{ 定估計的位置。該估 計是基于峰值信號到達^^H專感器150的時間，以及它們之間的已知距離。通 過假定由放電事件產生的信號中的干擾以恒定的速率沿被監測的電線在兩個方 向上傳播，直到它在WM專感器被檢測到，從第一傳感器到第二傳感器的距離 育,被估計。用來估計該距離的公式在等式2中示出，其中d是從傳感器1朝向傳感器2到缺陷所在之處的距離；L是傳^^之間的距離；V是沿電線的傳 播速率；^是在傳感器1信號最大的時間；t2是在傳感器2信號最大的時間。d=L-v(t廣O 等式2 2如果計算出的d值大于或等于零(步驟635)，則信號在缺陷判定480中被 標記為放電事件，并且該事件的位置被添加到缺陷判定(步驟640)。如果計算 出的d值小于O，那么該信號就被標記為噪聲(步驟610)。如上面討論的，界限L1、 L2、 L3和L4是ffi51在以下環境中運行系統300 的實驗過程來確定的，在所述環境中缺陷的存在會詢多被獨立地確認。在實驗運 行期間，為所有事^彌捉信號特征。然后NOWS和赫爾形狀的界限值被計算， 以在假陽性(falsepositives)和假陰性(falsenegatives)之間提供適當的平衡。M使用多種現有技術中已知的技術，可以計算上面討論的各種模型。在一個實施例中，通過j頓通用計算機上的編程的例程，可以運行這些模型。這些例程可以!tt接編程，或者它們可以禾U用分析信息包，例如Matlab。在其它 實施例中，合適的分析例程可以在固件或者專門構造的硬件中執行。在變化的 實施例中，這些模型可以在位于配線被監測的設備的硬件上運行，或者在單獨 的診斷設備上運行，所述診斷設備育,從DAQ310接收數據。以這種方式，診 斷引擎320能夠以硬件和軟件的混合的形式實施中，l腿合各種應用而定。另外，將會理解的是，DAQ310和診斷引擎320之間的數據通信，以及在 診斷弓摩的模塊450、 470內的M通信，可以以多種方式進行。例如， 可 以由DAQ310捕捉，然后被無線發送給診斷引擎320。然后診斷引擎320育^]多 發送它的結果到存儲數據庫330，所述存儲 庫330被物理連接到診斷弓摩的 硬件。報告(下面討論的)可以被無線地發送到遠離診斷引擎320本身的顯示 器°再參考圖3和4，缺陷判定480，與相關聯的信號特征460—起，或者信號 400本身的復制，肯,被發送到存儲數據庫330。存儲 庫提供一個位置， 可以在稍后的時間點從該位置重獲信息，以進一步檢查被監測的電線的狀態。 4OT被存儲的數據的一種方式是M:報告系統340，其冑,ii供哪些電線正在經 歷最多的放電事件從而正在經歷最多磨蝕和磨損的摘要報告。這樣的報告可以 在預定的維護期間被完成，以查看電線的哪些部分最需要被更換。除使用報告系統在預定維護期間提供描述性報告外，報告系統還可以被用 來監觀U缺陷判定，其被實時添加到數據庫以檢測表明需要迫切關注的缺陷或磨 損存在的模式(pattem)。通逝艮蹤在^被監測的電線中發現的缺陷的位置和 頻率，報告系統能夠被用來向諸如飛行員或技工之類的人員警告需要迫切關注 的區域。在此描述的系統和技術的實驗測試已經證實這樣的無源監觀係統能夠被 用來監測傳送電壓變化的信號的電線中的缺陷。測試腿包括400Hz的115伏 交流、28皿流、5伏直流以及1^E流。這樣的能力，尤其是用于低壓系統， 因監測的無源性質而更加有效。使用在此所描述的系統和技術，電線能夠在不 需要周期地斷開連接并且也不需要沿待測試的電線發送高壓測試信號的情況下 被監測。這兩種行為都能夠導致電線內的絕緣體的額外磨損，尤其當電線本身 重量很輕時更是這樣。除了4OT無源監測，所描述的系統和技術也適用于實時機載使用，不像需 要斷開電線連接的監測系統或者將外部負載對線束的應用。通過4OT這樣的重 量輕、相對便宜的傳,，整個監測系統能夠在不影響車輛的用途的情況下被 攜帶在車輛或需要監測的其它系統上。除了離多實時操作，保持一直連接考慮至U監觀係統能夠在其它安全系統(例 如電弧故障電路斷路器)會^夠反應之前檢測并定位故障。通過在故障之前檢測 這樣的緊急缺陷和故障，,裝備的壽命能夠被保持，系統的可靠性和方便性 能夠被提高。在測試中，小到511縣的磨t^生被檢測并且被系統歸類為缺 陷的信號。因此，上面描述的監測技術的各種實施例提供了一種提供對電線和線束中 的緊急故障的實時檢測的方式。這些技術和系統還考慮到適用于移動平臺(例如皿機或飛機)中的機i^測系統。當然，將會理解的是，根據任何特定實施例，不是所有上面描述的這樣的 目標或優勢都可以被獲得。因此，例如，本領域技術人員將認識到，在此描述的系統和技術可以采用以下方式具體化或實施，艮P只獲得或優化在此所i，的一種優勢或一組優勢，而不必獲得在此，或建議的其它目標或優勢。此外，技術人員纟絵認識到來自不同實施例的各種特征的可効奐性。例如， 關于一個實施例描述的實附艮告育^夠適用于缺陷數據的存儲，以供之后在預定 維護期間4柳。對以地，所描述的各種特征，以及^f寺征的其它已知等同物， 可以被本領域普通技術人員混合或匹配，以根據本公開的原理構建另外的系統 和技術。雖然在此系統已經在某些優選實施例和例子的上下文中被公開，但是本領 域技術人員將會理解，本發明將具體公開的實施例擴展到其它可替換的實施例， 和/離此的系統和技術的4柳，以及其明顯的修改和等同物。因此，所公開的 本發明的范圍不應被上面描述的特定公開的實施例限制，而只應該由下面的豐又 利要求的清楚解釋來確定。元件列表100 電線 110 導電芯 120 絕緣體130 護套150 傳li^池流探測器160 基底170 導線175 管帽200 電線捆210 連接器250 內駒專感器300 監測系統310 采集設備(DAQ)320 診斷引擎330 存儲娜庫340報告系統400 信號M410 時間標記420 DAQ參數430 傳感器之間的距離450 分析模塊460信號特征470判定模塊480 缺陷判定500曲線擬合模型510 噪聲模型520 FFT模型530 統計模型600 比較噪聲頻率與分量頻率605 噪聲頻率在前4個分量的1%內610 將信號標記為噪聲615 輸出缺陷判定620 計算NOWS625 NOWS和自爾 ^R在界限內630 計算位置635 位置>=0640 糊言號標記為放電事件
權利要求
1.一種用于對電線缺陷進行無源監測的方法，所述方法包括把第一傳感器在第一位置附聯到電線；把第二傳感器在第二位置附聯到電線；捕捉來自第一傳感器的第一數據段，來自第二傳感器的第二數據段，以及在第一傳感器和第二傳感器中的至少一個中檢測到脈沖之時的時間標記；根據第一數據段、第二數據段和時間標記來計算與脈沖相關聯的一組信號特征；使用與脈沖相關聯的信號特征來確定缺陷判定，所述缺陷判定表明檢測到的脈沖是否表示被監測電線的缺陷；以及在存儲數據庫中存儲與脈沖和時間標記相關聯的缺陷判定。
2. 如禾又利要求1所述的方法，其中通過《OT分析模i^^執4fi十算步驟，所 述分析模±央包括曲線擬合模型、噪聲模型、FFT模型和統計模型，它們中的 ^^都被用來產生至少一個信^4寺征。
3. 如禾又利要求2所述的方法，其中曲線擬合模型被用于為第一數據段和第 二數據段中的每一4^十算威布爾尺度和威布爾形狀，噪聲模型被用于為第一數 據段和第二數據段中的每一個計算噪聲頻率和噪聲振幅，FFT模型被用于計算 在第一數據段和第二數據段的每一個中發現的多個分量頻率，統計模型被用于 為第一數據段和第二數據段中的每一^K十算峰值信號的時間。
4. 如豐又利要求3所述的方法，其中確定步驟包括比較噪聲頻率和每個數 據段的最有效分量頻率，計算噪聲振幅與旨數據段的威布爾尺度的比率，比 ^j^述比率與第一組預定界限，比，布爾形狀與第二組預定界限，以及計算 與檢測到的脈沖相關聯的位置。
5. 如權利要求l所述的方法，其中第一傳麟和第二傳繊中的每一個都 包括柔性基底和置于所述基底上的導線，使得當傳感^l皮環繞電線時，M 電線中電流的波動在導線中感應電流。
6.—種無源電線缺陷檢測系統，包括一對傳繊，每一個傳^t敞沿電線長度方向在不同位置處附聯到被監測的電線； 采集設備，被Sfig成從該對傳感器中的每一個接收信號，并響應于在 來自傳感器中的一個的信號中檢測到脈沖而記錄來自 ^專繊的 段；診斷引擎，被隨成從 采集設備接收數據段，并輸出缺陷判定，所述 缺陷判定表明脈沖是否對應于電線中的缺陷。
7. 如^^利要求6所述的系統，其中每^N專感器都包括柔性基底和置于所述 基底上的導線，使得當傳感器被環繞電線時，通過電線中電流的波動在導線中 感應電流。
8. 如權利要求6所述的系統，其中診斷引擎包括分析模±央和判定模±央，所 述分析模塊被配置成計算一組信號特征，所述判定模塊被配置成生成缺陷判定。
9. 如權利要求8所述的系統，其中與^數據段相關聯的一組信哥寺征包 括赫爾尺度、威布爾形狀、噪聲頻率、噪聲振幅、多個分量頻率，以及所 接收的每個數據段的峰值的時間。
10. 如權利要求9所述的系統，其中判定模塊被配置成比較噪聲頻率和針 數據段的最有效分量頻率，計算噪聲振幅與每個數據段的威布爾尺度的比率， 比較所述比率與第一組預定界限，比IM布爾形狀與第二組預定界限，并計算 與檢測的脈沖相關聯的位置。
全文摘要
本發明涉及用于無源檢測和定位線束缺陷的方法和系統。一種用于檢測電線(100)或線捆(200)中的缺陷的方法和系統，包括一對環繞電線或電線束的傳感器(150)，用于監測由環繞電線的傳感器產生的信號中的脈沖的數據采集設備(310)，以及診斷引擎(320)。診斷引擎包括分析模塊(450)，用來確定由數據采集設備捕捉的信號的特征；以及判定模塊(470)，用于確定脈沖是否表示電線中的缺陷和缺陷的位置。該系統無源運行并能夠被用于監測電線同時電線還在使用中且傳送信號或電流，并且在不需要斷開對要被監測電線的連接。
文檔編號G01R19/00GK101266278SQ20081000954
公開日2008年9月17日 申請日期2008年1月14日 優先權日2007年3月14日
發明者M·加內什 申請人:通用電氣公司