[發明專利]一種列車供電系統對地等效絕緣電阻的定量檢測方法

有效

• 申請號: 201710096851.4
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106771640B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 李子先;郭建;李鵬;劉燦;林波;蔡杰;郝洪偉;謝佳彬;唐娟
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R27/20
• 分類號: G01R27/20
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 周長清;蔣維特

本發明公開了一種列車供電系統對地等效絕緣電阻的定量檢測方法，包括如下步驟：S1.構建供電系統不同接地點的對地等效絕緣電阻與頻譜之間的定量關系；S2.將所述定量關系擬合為諧波值與對地等效絕緣電阻值之間的函數，所述函數滿足預設的置信區間；S3.測量接地點的半電壓，對所述半電壓進行頻譜分析得到實測諧波值，根據所述實測諧波值和所述函數計算所測量的接地點的對地等效絕緣電阻。本發明具有準確度高、穩定性高、適用性強等優點。

技術領域

本發明涉及一種列車供電系統領域，尤其涉及一種列車供電系統對地等效絕緣電阻的定量檢測方法。

背景技術

DC600V列車供電系統被列車大量應用，DC600V供電系統中的接地故障保護裝置是保障列車運行、旅客人身安全的重要組成部分，為保障電力機車列車在運行發揮重要作用。但是，在接地故障中往往存在很多誤報等情況，給列車正常運營帶來大量麻煩。DC600V列車供電系統主要分整流單元、直流供電單元、逆變輸出單元等，不同部位接地，具有不同的故障模式，如圖1所示，有至少8種主要故障模式，目前關于接地保護主要針對直流接地故障模式（如圖1中4點、5點接地）進行研究，針對交流接地的研究幾乎沒有，而交流接地的復雜程度遠遠大于直流接地故障，要實現對不同的接地故障模式都能進行定量計算對地等效絕緣電阻（即接地電阻）是一個技術挑戰。其次，列車中電磁環境復雜，負載類型、負載大小變化都會導致故障波形變化，這些給識別、分離不同的接地故障模式帶來很大困擾，現有的接地保護裝置（絕緣電阻檢測）由于沒有充分考慮多種接地模式的情況，往往產生誤報，給正常安全運營帶來很多不必要的麻煩。

誤報的根本原因在于DC600V系統存在多種不同的接地故障模式，導致傳統算法進行對地絕緣電阻計算時結果不準確。對地等效絕緣電阻，等效于設備連接到保護地的接地電阻，通過保護地對供電系統造成影響。例如，DC600V供電系統中，由于部分設備老化、完好情況較差，某些電氣位置的對地絕緣電阻降低，當對地等效絕緣電阻較大時，不足以影響到列車安全運營時，無需進行接地故障報警及保護動作；而對地等效絕緣電阻較小時，為了行車安全需要進行接地報警及接地保護動作。能夠對等效絕緣電阻進行準確地定量計算，對于指導接地保護，觀察絕緣電阻退化趨勢，提高DC600V供電系統的接地故障保護穩定性、準確性具有重要意義。但是DC600V供電系統接地故障模式較多，針對不同故障模式進行等效對地絕緣電阻的計算時一個技術難題，同時列車上電磁環境復雜，給定量工作進一步增大了難度。

目前的處理方法存在以下不足：1、不準確，只考慮了直流接地情況，對交流對地絕緣電阻不能準確計算，經常出現誤報等問題。2、信號資源需求多，需要半電壓、漏電流等多種信號數據信息才能對對地等效絕緣電阻進行估計。3、魯棒性差，由于缺乏準確定量計算手段，易受環境變化擾動影響，導致保護動作不準確，經常誤動作。

發明內容

本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一種準確度高、穩定性高、適用性強的列車供電系統對地等效絕緣電阻的定量檢測方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：一種列車供電系統對地等效絕緣電阻的定量檢測方法，包括如下步驟：

S1. 構建供電系統不同接地點的對地等效絕緣電阻與頻譜之間的定量關系；

S2. 將所述定量關系擬合為諧波值與對地等效絕緣電阻值之間的函數，所述函數滿足預設的置信區間；

S3. 測量接地點的半電壓，對所述半電壓進行頻譜分析得到實測諧波值，根據所述實測諧波值和所述函數計算所測量的接地點的對地等效絕緣電阻。

作為本發明的進一步改進，所述步驟S1的具體步驟包括：對于實際供電系統或仿真供電系統的不同接地點，用不同阻值的電阻將接地點與地進行短接，并測量在不同阻值短接下的半電壓，將所述半電壓進行頻譜分析得到諧波值，得到諧波值與電阻之間的定量關系。

作為本發明的進一步改進，所述諧波值優選為0至5次諧波的諧波值。