[发明专利]一种列车供电系统对地等效绝缘电阻的定量检测方法

说明书

本发明公开了一种列车供电系统对地等效绝缘电阻的定量检测方法，包括如下步骤：S1.构建供电系统不同接地点的对地等效绝缘电阻与频谱之间的定量关系；S2.将所述定量关系拟合为谐波值与对地等效绝缘电阻值之间的函数，所述函数满足预设的置信区间；S3.测量接地点的半电压，对所述半电压进行频谱分析得到实测谐波值，根据所述实测谐波值和所述函数计算所测量的接地点的对地等效绝缘电阻。本发明具有准确度高、稳定性高、适用性强等优点。

技术领域

本发明涉及一种列车供电系统领域，尤其涉及一种列车供电系统对地等效绝缘电阻的定量检测方法。

背景技术

DC600V列车供电系统被列车大量应用，DC600V供电系统中的接地故障保护装置是保障列车运行、旅客人身安全的重要组成部分，为保障电力机车列车在运行发挥重要作用。但是，在接地故障中往往存在很多误报等情况，给列车正常运营带来大量麻烦。DC600V列车供电系统主要分整流单元、直流供电单元、逆变输出单元等，不同部位接地，具有不同的故障模式，如图1所示，有至少8种主要故障模式，目前关于接地保护主要针对直流接地故障模式（如图1中4点、5点接地）进行研究，针对交流接地的研究几乎没有，而交流接地的复杂程度远远大于直流接地故障，要实现对不同的接地故障模式都能进行定量计算对地等效绝缘电阻（即接地电阻）是一个技术挑战。其次，列车中电磁环境复杂，负载类型、负载大小变化都会导致故障波形变化，这些给识别、分离不同的接地故障模式带来很大困扰，现有的接地保护装置（绝缘电阻检测）由于没有充分考虑多种接地模式的情况，往往产生误报，给正常安全运营带来很多不必要的麻烦。

误报的根本原因在于DC600V系统存在多种不同的接地故障模式，导致传统算法进行对地绝缘电阻计算时结果不准确。对地等效绝缘电阻，等效于设备连接到保护地的接地电阻，通过保护地对供电系统造成影响。例如，DC600V供电系统中，由于部分设备老化、完好情况较差，某些电气位置的对地绝缘电阻降低，当对地等效绝缘电阻较大时，不足以影响到列车安全运营时，无需进行接地故障报警及保护动作；而对地等效绝缘电阻较小时，为了行车安全需要进行接地报警及接地保护动作。能够对等效绝缘电阻进行准确地定量计算，对于指导接地保护，观察绝缘电阻退化趋势，提高DC600V供电系统的接地故障保护稳定性、准确性具有重要意义。但是DC600V供电系统接地故障模式较多，针对不同故障模式进行等效对地绝缘电阻的计算时一个技术难题，同时列车上电磁环境复杂，给定量工作进一步增大了难度。

目前的处理方法存在以下不足：1、不准确，只考虑了直流接地情况，对交流对地绝缘电阻不能准确计算，经常出现误报等问题。2、信号资源需求多，需要半电压、漏电流等多种信号数据信息才能对对地等效绝缘电阻进行估计。3、鲁棒性差，由于缺乏准确定量计算手段，易受环境变化扰动影响，导致保护动作不准确，经常误动作。

发明内容

本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种准确度高、稳定性高、适用性强的列车供电系统对地等效绝缘电阻的定量检测方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种列车供电系统对地等效绝缘电阻的定量检测方法，包括如下步骤：

S1. 构建供电系统不同接地点的对地等效绝缘电阻与频谱之间的定量关系；

S2. 将所述定量关系拟合为谐波值与对地等效绝缘电阻值之间的函数，所述函数满足预设的置信区间；

S3. 测量接地点的半电压，对所述半电压进行频谱分析得到实测谐波值，根据所述实测谐波值和所述函数计算所测量的接地点的对地等效绝缘电阻。

作为本发明的进一步改进，所述步骤S1的具体步骤包括：对于实际供电系统或仿真供电系统的不同接地点，用不同阻值的电阻将接地点与地进行短接，并测量在不同阻值短接下的半电压，将所述半电压进行频谱分析得到谐波值，得到谐波值与电阻之间的定量关系。

作为本发明的进一步改进，所述谐波值优选为0至5次谐波的谐波值。