列车供电系统的接地故障诊断与绝缘检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及列车供电系统的接地故障诊断与绝缘检测方法及装置。一种DC600V列车供电系统的客车接地故障诊断方法包括：预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱，并建立接地故障模式与漏电流波形频谱的对应关系；当检测到客车的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形，并计算得到当前漏电流波形频谱；以及根据所述对应关系，确定与所述当前漏电流波形频谱对应的接地故障模式。

Grounding Fault Diagnosis and Insulation Detection Method and Device of Train Power Supply System

The invention relates to a grounding fault diagnosis and insulation detection method and device for a train power supply system. A bus grounding fault diagnosis method for DC600V train power supply system includes: acquiring the spectrum of leakage current waveform in each grounding fault mode of the bus in advance, and establishing the corresponding relationship between the spectrum of leakage current waveform and grounding fault mode; collecting the current leakage current waveform of the bus when the bus grounding fault is detected, and calculating the current leakage. The current waveform spectrum and the grounding fault mode corresponding to the current leakage current waveform spectrum are determined according to the corresponding relationship.

【技术实现步骤摘要】
列车供电系统的接地故障诊断与绝缘检测方法及装置
本专利技术涉及电力列车
，尤其涉及一种DC600V列车供电系统的接地故障诊断与绝缘检测方法、装置以及计算机可读存储介质。
技术介绍
DC600V列车供电系统被列车大量应用。DC600V列车供电系统的中的接地故障保护装置是保障列车安全运行以及旅客人身安全的重要组成部分。DC600V列车供电系统结构较为复杂，其电气上包括整流、直流、逆变等多个功能单元，空间上涉及机车、客车两个部分，因而存在多种接地故障模式。DC600V列车供电系统的应用环境也很复杂，往往应用在旅客列车上，而列车上人为因素较多，使得接地故障的不确定性增加。此外，DC600V列车供电系统运行安全要求高。由于该系统广泛应用于旅客列车，关系到旅客的生命财产安全，因而需要具有更准确灵敏的接地保护功能。这些因素导致现有接地故障诊断装置在现实应用中存在大量误报、漏报以及功能单一等问题。DC600V列车供电系统空间上可以分为机车部分与客车部分，其中机车是采用电压法进行对地绝缘电阻的检测，而客车采用漏电流法进行对地绝缘电阻的检测。在实际工作中，由于设备老化、环境、人为等诸多因素的影响，机车、客车检测装置往往存在很多故障报警不一致等情况，给列车正常运营带来大量麻烦。这种故障报警不一致问题，目前尚未存在有效的解决方案。另外，传统供电故障检测装置不能便捷准确地诊断故障，不能有效提供故障点位置信息，这些缺陷在列车出厂调试、检修维护等工程实践中，给工作人员带来很大不便。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提出一种DC600V列车供电系统的接地故障诊断与绝缘检测方法及装置，特别地能够实现对DC600V列车供电系统机车、客车接地故障主体确定功能。在第一方面，本专利技术提供了一种DC600V列车供电系统的客车接地故障诊断方法，其特征在于，包括：预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱，并建立接地故障模式与漏电流波形频谱的对应关系；当检测到客车的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形，并计算得到当前漏电流波形频谱；以及根据所述对应关系，确定与所述当前漏电流波形频谱对应的接地故障模式。在一实施例中，所述计算包括快速傅立叶变换。在另一实施例中，所述预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱包括：通过仿真、理论分析或实测而获取客车在所述多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形；以及对所获取的漏电流波形进行快速傅立叶变换而得到所述漏电流波形频谱。在第二方面，本专利技术提供了一种DC600V列车供电系统的机车、客车综合接地故障诊断方法，其特征在于，包括：利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立综合接地故障模式诊断表；以及当检测到列车供电系统的接地故障时，根据所述综合接地故障模式诊断表确定所检测到的接地故障的模式。在一实施例中，所述利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立综合接地故障模式诊断表包括：预先获取在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱；建立接地故障模式与漏电流波形频谱和半电压波形频谱的对应关系；以及根据所述对应关系建立所述综合接地故障模式诊断表。在另一实施例中，所述当检测到列车供电系统的接地故障时根据所述综合接地故障模式诊断表确定所述接地故障的模式包括：当检测到列车供电系统的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形和机车的当前半电压波形，并计算得到当前漏电流波形频谱和当前半电压波形频谱；以及根据所述综合接地故障模式诊断表，确定与所述当前漏电流波形频谱和所述当前半电压波形频谱对应的接地故障模式。在另一实施例中，所述计算包括快速傅立叶变换。在另一实施例中，所述利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立综合接地故障模式诊断表包括：预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱，并建立客车接地故障模式诊断表；预先获取机车在所述多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的半电压波形频谱，并建立机车接地故障模式诊断表；以及利用所述客车接地故障模式诊断表和所述机车接地故障模式诊断表建立所述综合接地故障模式诊断表。在另一实施例中，所述当检测到列车供电系统的接地故障时根据所述综合接地故障模式诊断表确定所述接地故障的模式包括：当检测到列车供电系统的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形和机车的当前半电压波形频谱，并计算得到当前漏电流波形频谱和当前半电压波形频谱；根据所述客车接地故障模式诊断表确定与所述当前漏电流波形频谱对应的客车接地故障模式，并根据所述机车接地故障模式诊断表确定与所述当前半电压波形频谱对应的机车接地故障模式；以及根据所述综合接地故障模式诊断表，确定与所述客车接地故障模式和所述机车接地故障模式对应的接地故障模式。在另一实施例中，所述DC600V列车供电系统的机车、客车综合接地故障诊断方法还包括：计算机车的当前接地电阻和客车的当前接地电阻，并比较二者的大小；以及利用所述比较的结果确定所检测到的接地故障的模式。在第三方面，本专利技术提供了一种DC600V列车供电系统的机车、客车综合接地故障诊断装置，其特征在于，包括：存储器，用于存储利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立的综合接地故障模式诊断表；以及处理器，用于在检测设备检测到列车供电系统的接地故障时，根据所述综合接地故障模式诊断表确定所检测到的接地故障的模式。在一实施例中，所述处理器还用于：计算机车的当前接地电阻和客车的当前接地电阻，并比较二者的大小；以及利用所述比较的结果确定所检测到的接地故障的模式。在另一实施例中，所述DC600V列车供电系统的机车、客车综合接地故障诊断装置还包括：人机交互接口，用于由用户输入数据到所述存储器和所述处理器以及向所述用户输出所述处理器的处理结果。在第四方面，本专利技术提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有当被计算机执行时适于实施如上所述的方法的指令。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例共同用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。图1为DC600V列车供电系统的示意图。图2为机车半电压检测的原理示意图。图3a-3f示出了不同接地故障模式下的示例性半电压波形频谱。图4为客车漏电流检测的原理示意图。图5a-5f示出了不同接地故障模式下的漏电流信号的示例波形及频谱。图6示出了机车接地电阻与频谱各成分的定量关系。图7示出了机车接地电阻与基准谐波之间的关系。图8示出了负载电阻与频谱之间的关系。图9示出了负载电阻与基准谐波之间的关系。图10示出了相关谐波成分与等效绝缘电阻之间的定量关系。图11a、11b为直流接地模式下的等效绝缘电阻的定量计算的原理示意图。图12为交流接地模式下的等效绝缘电阻的定量计算的原理示意图。图13a、13b、13c为图12的原理图的简化图。图14为综合接地故障诊断装置的数据分析流程图。图15为综合接地故障诊断装置的工作模式控制流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种DC600V列车供电系统的客车接地故障诊断方法，其特征在于，包括：预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱，并建立接地故障模式与漏电流波形频谱的对应关系；当检测到客车的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形，并计算得到当前漏电流波形频谱；以及根据所述对应关系，确定与所述当前漏电流波形频谱对应的接地故障模式。

【技术特征摘要】
1.一种DC600V列车供电系统的客车接地故障诊断方法，其特征在于，包括：预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱，并建立接地故障模式与漏电流波形频谱的对应关系；当检测到客车的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形，并计算得到当前漏电流波形频谱；以及根据所述对应关系，确定与所述当前漏电流波形频谱对应的接地故障模式。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算包括快速傅立叶变换。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱包括：通过仿真、理论分析或实测而获取客车在所述多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形；以及对所获取的漏电流波形进行快速傅立叶变换而得到所述漏电流波形频谱。4.一种DC600V列车供电系统的机车、客车综合接地故障诊断方法，其特征在于，包括：利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立综合接地故障模式诊断表；以及当检测到列车供电系统的接地故障时，根据所述综合接地故障模式诊断表确定所检测到的接地故障的模式。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立综合接地故障模式诊断表包括：预先获取在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱；建立接地故障模式与漏电流波形频谱和半电压波形频谱的对应关系；以及根据所述对应关系建立所述综合接地故障模式诊断表。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当检测到列车供电系统的接地故障时根据所述综合接地故障模式诊断表确定所述接地故障的模式包括：当检测到列车供电系统的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形和机车的当前半电压波形，并计算得到当前漏电流波形频谱和当前半电压波形频谱；以及根据所述综合接地故障模式诊断表，确定与所述当前漏电流波形频谱和所述当前半电压波形频谱对应的接地故障模式。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述计算包括快速傅立叶变换。8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立综合...

【专利技术属性】
技术研发人员：李子先，郝洪伟，任三刚，郭建，蔡杰，李龙标，谢佳彬，刘伟，苏伟，唐娟，
申请(专利权)人：株洲中车时代电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43