[发明专利]一种车载避雷器在线监测方法及系统

权利要求书

1.一种车载避雷器在线监测方法，其特征在于，包括下述步骤：

采集车载避雷器数据；

所述车载避雷器数据包括电压数据、电流数据、温度数据；

对车载避雷器数据进行边缘计算；

具体为：对于电压以及电流数据，先提取其有效值和相位，接着再对其进行快速傅里叶分析，分离出其基波分量和谐波分量；

得到各次泄漏电流的阻性分量和容性分量；

计算谐振频率、谐振电压、避雷器泄漏电流；

设定车载避雷器的电压阈值、泄漏电流阈值；

设定车载避雷器的温度阈值、温度变化率阈值；

进行阈值比较和波形分析判断避雷器健康状况。

2.如权利要求1所述一种车载避雷器在线监测方法，其特征在于，所述快速傅里叶分析具体为：

根据傅里叶级数表达式：

令f(t)转换为x(n)，nωt＝2πkn/N，Δt＝T/N

得到：

由于具有对称性和周期性，即有：

将x(n)按n的奇偶分为两个序列，每个序列长度分别为N/2，x1(r)＝x2(r),x2(r)＝x(2r+1)，r＝0,1,......N/2-1，即有：

令可得

其中X1(k)和X2(k)分别为子序列的离散傅里叶变换；

以各自拆分为两个长度为N/4的子序列，继续拆分，直到对两点进行傅里叶变换，达到对电压电流信号进行快速傅里叶分解。

3.如权利要求2所述一种车载避雷器在线监测方法，其特征在于，当采样频率和信号频率不同步时，进行信号加窗处理；

加窗函数采用汉宁窗函数定义如下：

其中n＝1，2，…，N-1，N表示窗函数的总长度，M表示窗函数的有效长度。

4.如权利要求1所述一种车载避雷器在线监测方法，其特征在于，各次泄漏电流的阻性分量和容性分量具体为：

I_h-R＝I_{h-总泄漏电流}×cos(α_h-β_h)    (12)

其中，αh为电压基波相角，βh为电流基波相角，I_{h-总泄露电流}为第h次总泄漏电流，I_h-R为h次泄漏电流基波的阻性分量；

避雷器的有功功率，即：

P_有功＝∑I_h-R×U_h    (13)

其中，P_有功为避雷器有功功率，U_h为电压的第h次分量；对于温度数据，监测其瞬时值，同时计算其平均值以及温度变化率。

5.如权利要求1所述一种车载避雷器在线监测方法，其特征在于，当牵引网发生谐波谐振时，设定电压有效值阈值；

设定峰值阈值；

当监测到电压超出阈值时，记录为异常事件，并向机车车辆的TCU/CCU发出警报。