[發明專利]相位可控的弓網離線電磁騷擾模擬系統及測試方法

在審

• 申請號: 202210503714.9
• 申請日: 2022-05-10
• 公開（公告）號: CN114720779A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 張明志;高志偉;楊軼軒;劉尚合;曹利寶;劉衛東;曹鶴飛;白英杰;李茜鈺
• 申請（專利權）人: 北京全路通信信號研究設計院集團有限公司;石家莊鐵道大學
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01R23/16;G01R19/00
• 代理公司: 河北冀華知識產權代理有限公司 13151
• 代理人: 王占華

1.一種相位可控的弓網離線電磁騷擾模擬系統，其特征在于：包括模擬裝置和測試裝置，所述模擬裝置包括交流電源（1）、相位控制器和模擬升降工裝置，所述測試裝置包括天線、示波器以及頻譜儀；

所述交流電源（1）可以產生高壓小電流和低壓大電流，分別用于模擬高電壓的擊穿放電和大電流的拉弧；交流電源（1）與調壓器（2）的一次側連接，所述調壓器（2）的二次側經選擇開關S1后分為兩路，第一路與升壓變壓器（3）的一次側連接，用于為升壓變壓器（3）供電，第二路與降壓變壓器（4）的一次側連接，用于為降壓變壓器供電；升壓變壓器（3）二次側繞組的高壓端依次經過保護電阻R1以及開關S2后與模擬升降弓裝置的接觸線（5）相連，升壓變壓器（3）二次側繞組的低壓端與模擬升降弓裝置的受電弓（6）相連；降壓變壓器（4）的二次側繞組的高壓端經開關S3后與所述模擬升降弓裝置的接觸線（5）相連，降壓變壓器（4）的二次側繞組的低壓端與模擬升降弓裝置的受電弓（6）相連；模擬升降弓裝置的受電弓（6）由步進電機控制可以上下運動，實現與接觸線（5）的接觸與分離；

相位控制器采集電壓探頭測量的接觸線（5）和受電弓（6）之間的電壓信號和流過弓網之間的電流信號，并對信號的相位進行判斷，在設定的相位發出驅動信號通過所述模擬升降弓裝置控制受電弓的上下運動，實現接觸線（5）與受電弓（6）在設定相位的接觸與分離；同時向多通道示波器發送觸發信號，示波器同時采集電壓探頭測量的接觸線（5）和受電弓（6）之間的電壓信號、流過弓網之間的電流信號和天線接收到的電弧輻射電磁波信號，頻譜儀采集電磁輻射信號和示波器采樣信號進行對比分析。

2.如權利要求1所述的相位可控的弓網離線電磁騷擾模擬系統，其特征在于：電壓探頭包括第一電壓探頭（7）和第二電壓探頭（8），所述第一電壓探頭（7）的一端以及第二電壓探頭（8）的一端接開關S2與接觸線（5）的結點，所述第一電壓探頭（7）的另一端以及第二電壓探頭（8）的另一端接升壓變壓器（3）二次側繞組的低壓端，所述第一電壓探頭（7）的信號輸出端與所述相位控制器的電壓信號輸入端連接，所述第二電壓探頭（8）的信號輸出端與所述示波器的電壓信號輸入端連接。

3.如權利要求1所述的相位可控的弓網離線電磁騷擾模擬系統，其特征在于：電流探頭包括第一電流探頭（9）和第二電流探頭（10），所述第一電流探頭（9）和第二電流探頭（10）位于開關S2與接觸線（5）之間的導線上，用于采集流過弓網之間的電流信號。

4.一種相位可控的弓網離線電磁騷擾模擬測試方法，其特征在于：所述測試方法使用如權利要求1-3中任意一項所述的模擬系統，所述方法包括如下步驟：

進行高壓小電流測試時，選擇開關S1接通升壓變壓器（3），控制開關S2閉合，開關S3斷開，控制模擬升降弓裝置，使接觸線（5）和受電弓（6）分離，相位控制器接收第一電壓探頭（7）檢測到的電壓信號并進行相位判斷，天線放置于接觸線（5）和受電弓（6）附近特定距離處，多通道示波器接收第二電壓探頭（8）檢測到的電壓信號、第二電流探頭（10）檢測到的電流信號和天線檢測到的電磁場信號，頻譜儀接收天線檢測到的電磁場信號，相位控制器在電壓信號的設定相位向模擬升降弓裝置發出驅動信號使受電弓（6）向上運動至與接觸線（5）接觸，并同時向示波器發出采樣觸發信號，測試裝置在接觸線（5）和受電弓（6）接觸擊穿產生電弧的同時檢測電壓電流和電磁場信號，頻譜儀采用最大保持設置采集電弧過程中的最大頻域信號；

進行低壓大電流測試時，選擇開關S1接通降壓變壓器（4），控制開關S2斷開，開關S3閉合，控制模擬升降弓裝置，使接觸線（5）和受電弓（6）接觸，相位控制器接收第一電流探頭（9）檢測到的電流信號并進行相位判斷，天線放置于接觸線（5）和受電弓（6）附近特定距離處，多通道示波器接收第二電壓探頭（8）檢測到的電壓信號、第二電流探頭（10）檢測到的電流信號和天線檢測到的電磁場信號，頻譜儀接收天線檢測到的電磁場信號；相位控制器在電流信號的設定相位向模擬升降弓裝置發出驅動信號，受電弓（6）向下運動至與接觸線（5）分離，并同時向示波器發出采樣觸發信號，測試裝置在接觸線（5）和受電弓（6）分離拉弧的同時檢測電壓電流和電磁場信號，頻譜儀采用最大保持設置采集電弧過程中的最大頻域信號。