[發(fā)明專利]一種高速列車新型接地系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811606633.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN109625007B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高國強(qiáng);楊林;魏文賦;楊澤鋒;桂志遠(yuǎn);李宇星;吳廣寧
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B61C17/00
• 分類號(hào): B61C17/00;H01R4/66
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

1.一種高速列車新型接地系統(tǒng)，其特征在于，包括依次電性連接的接觸網(wǎng)、高速列車以及鋼軌，所述高速列車包括拖車、動(dòng)車、阻容式連接裝置、保護(hù)接地裝置以及工作接地裝置；

所述動(dòng)車和相鄰的拖車或動(dòng)車的等電位連接線設(shè)置有阻容式連接裝置，其底端均設(shè)置有轉(zhuǎn)向架，車體和軸端之間至少設(shè)置有一路保護(hù)接地裝置；

所述拖車包括列車車頭和位于中間位置的變壓器車，所述變壓器車的內(nèi)部設(shè)置有牽引變壓器，其底端的原邊中性點(diǎn)設(shè)置有工作接地點(diǎn)，且其頂端與接觸網(wǎng)電性連接；

所述工作接地點(diǎn)并聯(lián)設(shè)置有三路工作接地裝置，所述工作接地裝置與軸端電性連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速列車新型接地系統(tǒng)，其特征在于，所述阻容式連接裝置為并聯(lián)設(shè)置的電容裝置和可變電阻器；

所述電容裝置的電容值范圍為1μF～10μF，所述可變電阻器的阻值小于0.5Ω。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速列車新型接地系統(tǒng)，其特征在于，所述列車車頭、變壓器車以及動(dòng)車的底端均設(shè)置有兩個(gè)轉(zhuǎn)向架，列車車頭和動(dòng)車的車體與軸端之間并聯(lián)設(shè)置兩路保護(hù)接地裝置，保護(hù)接地裝置遠(yuǎn)離車體的一端與軸端連接；

所述變壓器車的車體與軸端之間并聯(lián)設(shè)置有一路保護(hù)接地裝置，且其牽引變壓器原邊中性點(diǎn)與軸端之間設(shè)置有三路工作接地裝置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速列車新型接地系統(tǒng)，其特征在于，所述工作接地裝置為牽引變壓器的原邊中性點(diǎn)與接地碳刷連接的導(dǎo)體，所述接地碳刷與軸端電性連接，所述保護(hù)接地裝置為采用直接接地方式的連接導(dǎo)線。

5.一種基于權(quán)利要求1-4任一所述的高速列車新型接地系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元以及動(dòng)作單元，所述數(shù)據(jù)采集單元和動(dòng)作單元均與數(shù)據(jù)處理單元通信連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元包括設(shè)置于各保護(hù)接地點(diǎn)的電流傳感器和位于列車車頭的控制室的數(shù)據(jù)采集卡，所述電流傳感器的信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)采集卡的輸入端相連，所述數(shù)據(jù)采集卡的輸出端與數(shù)據(jù)處理單元通信連接；

所述動(dòng)作單元包括設(shè)置于動(dòng)車和相鄰的拖車或動(dòng)車的等電位連接線的可變電阻器，所述可變電阻器串聯(lián)在等電位連接線上，且與位于等電位連接線的電容裝置并聯(lián)；

所述數(shù)據(jù)處理單元位于列車車頭的控制室，且其分別與數(shù)據(jù)采集卡的輸出端以及可變電阻器的阻值控制端通信連接。

7.一種基于權(quán)利要求5所述的自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)的初始化，包括對(duì)系統(tǒng)的容許誤差參數(shù)和可變電阻器的動(dòng)作速率進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，以及對(duì)高速列車的車體進(jìn)行編號(hào)；

S2：使用電流傳感器和數(shù)據(jù)采集卡定時(shí)采集各保護(hù)接地點(diǎn)的電流值；

S3：根據(jù)采集到的電流值，進(jìn)行求和處理，獲取流經(jīng)各節(jié)車體的電流總值，計(jì)算采集各保護(hù)接地點(diǎn)的電流值時(shí)各節(jié)車應(yīng)承擔(dān)的均分電流量的標(biāo)準(zhǔn)值，并根據(jù)其獲取各節(jié)車體電流偏差值；

S4：判斷電流偏差值是否符合要求，即各節(jié)車體電流偏差值是否大于容許誤差參數(shù)，若是則根據(jù)各節(jié)車體電流偏差值的大小和正負(fù)，獲取車體進(jìn)行電流重新分配所應(yīng)調(diào)整的電流大小和電流流向，并找到對(duì)應(yīng)涉及的車體編號(hào)，進(jìn)入步驟S5，否則結(jié)束控制，等待下一次電流采集；

S5：根據(jù)車體編號(hào)、調(diào)整的電流大小和電流流向，以及預(yù)設(shè)的動(dòng)作速率，調(diào)整對(duì)應(yīng)的可變電阻器，并向數(shù)據(jù)處理單元反饋動(dòng)作后的電流檢測(cè)結(jié)果，返回步驟S4；

所述調(diào)整的電流大小和電流流向?yàn)楦鞴?jié)車體電流偏差值的大小和方向。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步驟S3中，各節(jié)車體電流偏差值的計(jì)算公式為：

ΔI_n＝I_n-I'

式中，ΔI_n為各節(jié)車體電流偏差值，即該時(shí)刻下各車電流實(shí)際值與均分電流量標(biāo)準(zhǔn)值之間的偏差；I_n為流經(jīng)各節(jié)車體上的電流總值；I'為該時(shí)刻下各節(jié)車應(yīng)承擔(dān)的均分電流量的標(biāo)準(zhǔn)值。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述該時(shí)刻下各節(jié)車應(yīng)承擔(dān)的均分電流量的標(biāo)準(zhǔn)值的計(jì)算公式為：

式中，為高速列車流經(jīng)所有車體的總電流值；n為車體編號(hào)；N為車體總數(shù)。