内燃机车接地检测电路和装置的制作方法

本实用新型涉及电路检测技术，尤其涉及一种内燃机车接地检测电路和装置。

背景技术：

内燃机车的电气控制部分主要包括整车牵引系统和辅助系统。内燃机车的主发电机通过送电电路将满足预设幅值、频率、相位的交流电传输给整车牵引系统和辅助系统，以实现供电。图1为现有技术中的一种内燃机车电路结构示意图。如图1所示，内燃机车的送电电路包括整流器1、正极传输母线2、负极传输母线3、第一逆电器4、第二逆电器5；主发电机的三相交流输出端连接整流器1的交流输入端，整流器1的直流输出端通过正极传输母线2、负极传输母线3分别与第一逆电器4、第二逆电器5的直流输入端连接，第一逆电器4的三相交流输出端与整车牵引系统连接供电，第二逆电器5的三相交流输出端与辅助系统连接供电。其中，送电电路设置有正(+)、负(-)、地(未画出)三个电位，其中正和负之间电压为主发电机通过整流器1整流后接入正极传输母线2和负极传输母线3的母线电压；地一般是内燃机车的外壳及与外壳相连的大地。在内燃机车正常工作的情况下，正相对地的阻抗以及负相对地的阻抗都是无穷大的。但是，随着部件或者电缆的逐渐老化，以及部件或者电缆在工作过程中振动摩擦的积累，内燃机车存在送电电路接地的隐患，尤其是正极传输母线2、负极传输母线3的接地问题，以及第一逆电器4和第二逆电器5三相交流输出端的接地问题。内燃机车一旦出现送电电路接地，将严重危害行车安全和设备寿命。因此通过对内燃机车的接地情况进行检测，出现接地情况时提供接地保护措施，在内燃机车运行过程中显得尤为重要。

现有的内燃机车接地检测装置一般由母线接地检测模块，牵引系统接地检测模块、辅助系统接地检测模块三大部分构成。其中，母线接地检测模块对正极传输母线2和负极传输母线3是否接地进行判断；牵引系统检测模块对与牵引系统连接的第一逆电器4的三相交流输出端是否接地进行判断；辅助系统接地检测模块对与辅助系统连接的第二逆电器5的三相交流输出端是否接地进行判断。

为了对内燃机车实现多线路点的接地检测，现有的内燃机车接地检测装置，需要在原有的送电电路上至少增加三个独立的检测模块，增加了送电电路上信号量，容易出现信号相互干扰，难以达到整车电磁兼容的要求。现有的内燃机车接地检测装置的结构复杂。

技术实现要素：

本实用新型提供一种内燃机车接地检测电路和装置，减少了在内燃机车上增加的元器件数量，从而降低了出现信号干扰的可能，保证了整车的电磁兼容。

根据本实用新型的第一方面，提供一种内燃机车接地检测电路，内燃机车包括主发电机、整流器、正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器、第二逆电器、牵引系统以及辅助系统；主发电机的交流输出端与整流器的交流输入端连接，整流器的直流输出端的正极、第一逆电器的直流输入端的正极以及第二逆电器的直流输入端的正极都与正极传输母线连接，整流器的直流输出端的负极、第一逆电器的直流输入端的负极以及第二逆电器的直流输入端的负极都与负极传输母线连接；第一逆电器的三相交流输出端与牵引系统的供电端连接；第二逆电器的三相交流输出端与辅助系统的供电端连接；

内燃机车接地检测电路包括：电压传感器以及电阻阻值相同的第一分压电阻、第二分压电阻和检测电阻；正极传输母线、第一分压电阻与第二分压电阻依次串联接地；检测电阻的一端接地，另一端连接负极传输母线；电压传感器的一端接地，另一端连接负极传输母线。

可选地，还包括滤波电容；

所述滤波电容的一端接地，另一端连接所述负极传输母线。

根据本实用新型的第二方面，提供一种内燃机车接地检测装置，装置利用本实用新型第一方面的内燃机车接地检测电路进行接地检测；装置包括：

采样器，用于从电压传感器获取电压检测信号；

滤波器，用于对电压检测信号进行滤波处理，得到滤波处理后的电压检测信号；

处理器，用于获取滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，并根据电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，在正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器的三相交流输出端以及第二逆电器的三相交流输出端中，确定接地位置。

本实用新型提供的内燃机车接地检测电路包括：电压传感器以及电阻阻值相同的第一分压电阻、第二分压电阻和检测电阻；正极传输母线、第一分压电阻与第二分压电阻依次串联接地；检测电阻的一端接地，另一端连接负极传输母线；电压传感器的一端接地，另一端连接负极传输母线；从电压传感器的输出信号就可以检测到检测电阻上的电压变化，进而根据电压传感器的输出信号，获得内燃机车电路的接地情况。本实用新型结构简单，减少了在内燃机车上增加的元器件数量，降低送电电路上的信号量，降低了出现信号干扰的可能，保证了整车的电磁兼容。本实用新型通过采样器从电压传感器获取电压检测信号；通过滤波器对电压检测信号滤波处理，减少了共模干扰；通过处理器获取滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，并根据电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，在正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器的三相交流输出端以及第二逆电器的三相交流输出端中，确定接地位置，减少了在内燃机车上增加的元器件数量，从而降低了出现信号干扰的可能，保证了整车的电磁兼容。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的一种内燃机车电路结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种内燃机车接地检测电路的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种内燃机车接地检测装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的电压检测信号的滤波前后波形对比示意图；

图5为本实用新型实施例提供的一种波形相位比较示意图；

图6为本实用新型提供的一种内燃机车接地检测装置的硬件结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

应当理解，在本申请的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。

应当理解，在本申请中，“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

取决于语境，如在此所使用的“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。

下面以具体地实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。

图2为本实用新型实施例提供的一种内燃机车接地检测电路的结构示意图。在如图2所示电路结构中，内燃机车包括主发电机、整流器1、正极传输母线2、负极传输母线3、第一逆电器4、第二逆电器5、牵引系统以及辅助系统。

主发电机的交流输出端与整流器1的交流输入端连接，整流器1的直流输出端的正极、第一逆电器4的直流输入端的正极以及第二逆电器5的直流输入端的正极都与正极传输母线2连接，整流器1的直流输出端的负极、第一逆电器4的直流输入端的负极以及第二逆电器5的直流输入端的负极都与负极传输母线3连接；第一逆电器4的三相交流输出端与牵引系统的供电端连接；第二逆电器5的三相交流输出端与辅助系统的供电端连接。图2中在牵第一逆电器的三相交流输出端6和第二逆电器的三相交流输出端7，都以U、V和W依次标识了第一相线、第二相线和第三相线。

图2中的内燃机车电路结构与图1中的现有技术相同，图2中的接地检测电路是在图1所示结构的基础上增加的结构，具体地，图2所示内燃机车接地检测电路包括：电压传感器TV以及电阻阻值相同的第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和检测电阻R3。假设母线电压为830V，输出相电压为240V，第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和检测电阻R3的阻值则都为33KΩ。

具体地，在图2中，正极传输母线2、第一分压电阻R1与第二分压电阻R2依次串联接地；检测电阻R3的一端接地，另一端连接负极传输母线3。电压传感器TV的一端接地，另一端连接负极传输母线3。从图2中可以看出，电压传感器TV与检测电阻R3并联连接，本实施例从电压传感器TV的输出信号就可以检测到检测电阻R3上的电压变化，进而根据电压传感器TV的输出信号，获得内燃机车电路的接地情况。本实施例中第一分压电阻R1、第二分压电阻R2、检测电阻R3发电阻阻值相同，在实际工程应用中方便备品备件，也增加了器件可替代性，同时相同阻值和批次的电阻所带来的测量误差也会较小。如图2所示的电路连接方式，将母线电压的1/3作为电压传感器TV的采样电压，减小了电压传感器TV的测量电压的大小。降低测量电压可以扩大电压传感器的选择范围，更加方便地选择电压传感器，同时可以降低电压传感器的采购成本。同时，减小电压传感器的测量电压，有利于在电压传感器的测量信号中选择采集电压检测信号的测量区，进而在测量信号中获得较优的线性段，提高电压检测信号的精度。本实施例结构简单，减少了在内燃机车上增加的元器件数量，降低送电电路上的信号量，降低了出现信号干扰的可能，保证了整车的电磁兼容。

在图2所示实施例的基础上，电路结构在检测电阻R3上还可以并联连接滤波电容CX。其中，滤波电容CX的一端接地，另一端连接负极传输母线3。设置滤波电容CX之后，能够将共模干扰引起的高频信号全部滤除，从而减少电压传感器TV采样得到的电压检测信号的高频信号分量，在后续设计以软件滤波时就只需要滤除中低频段的干扰信号，增加软件滤波方法的可选择性，同时减少软件滤波的计算量，减小处理器的运算量和内存。

图3为本实用新型实施例提供的一种内燃机车接地检测装置的结构示意图。如图3所示的装置利用如图2所示的内燃机车接地检测电路，实现对内燃机车的接地检测。图3所示的装置包括：

采样器31，用于从电压传感器获取电压检测信号。

滤波器32，用于对电压检测信号进行滤波处理，得到滤波处理后的电压检测信号。

处理器33，用于获取滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，并根据电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，在正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器的三相交流输出端以及第二逆电器的三相交流输出端中，确定接地位置。

具体地，采样器31与电压传感器的输出端相连，获取电压传感器的输出信号。滤波器32具体可以是一阶巴特沃兹滤波器，实现对电压检测信号的预处理。由于在内燃机车中存在由整流器1开关动作以及电机侧第一逆电器3和第二逆电器5开关动作而在变流器上产生的杂散电感、开关器件及系统部件上对地的分布电容，这样就产生了共模电压干扰。该共模电压干扰会导致电压检测信号出现高频波动，会对接地检测产生严重的影响。因此，滤波器32的滤波处理既要保留电压检测信号中原始的基波成分，还要有效滤除共模电压的干扰。一阶巴特沃兹滤波器能够有效消除因为整流和绝缘栅双极型晶体管等开关器件造成的共模干扰信号，使电压检测信号背景更为干净，突出目标本身，提高信号目标处理的有效性，降低算法处理难度。

图4是本实用新型实施例提供的电压检测信号的滤波前后波形对比示意图。图4示出了时域和频域下的滤波前后变化。滤波前的电压检测信号波形中含有大量的共模干扰成分，滤波后的电压检测信号明具有较明显的形状特征。

处理器33具体可以采用蝶形运行理论对滤波处理后的电压检测信号进行快速傅里叶变化分析(Fast Fourier Transformation，简称：FFT)，得到直流分量幅值、交流基波分量幅值以及交流基波分量相位等数据，然后根据电压检测信号与接地位置的关系，在正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器的三相交流输出端以及第二逆电器的三相交流输出端中，确定内燃机车中的接地位置。

本实施例通过采样器从电压传感器获取电压检测信号；通过滤波器对电压检测信号滤波处理，减少了共模干扰；通过处理器获取滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，并根据电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值，在正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器的三相交流输出端以及第二逆电器的三相交流输出端中，确定接地位置，减少了在内燃机车上增加的元器件数量，从而降低了出现信号干扰的可能，保证了整车的电磁兼容。

由于第一分压电阻R1、第二分压电阻R2和检测电阻R3的电阻相同，在出现接地问题之前，在检测电阻R3上的电压基本应该为母线电压的1/3.当发生接地问题时，根据接地位置的不同，从检测电阻R3检测到的电压检测信号将表现出不同的特性。为了进一步描述上述实施例中处理器根据电压检测信号与接地位置的关系，在正极传输母线、负极传输母线、第一逆电器的三相交流输出端以及第二逆电器的三相交流输出端中，确定内燃机车中的接地位置的过程，下面结合6个实施例对处理器的具体执行的步骤进行说明。其中，实施例1是对正极传输母线为接地位置的情况进行说明；实施例2是对负极传输母线为接地位置的情况进行说明；实施例3和实施例5是对在第一逆电器的三相交流输出端中确定接地位置的情况进行说明；实施例4和实施例6是对在第二逆电器的三相交流输出端中确定接地位置的情况进行说明。

实施例1

本实施例是对正极传输母线的接地检测的一种实现方式进行说明。

在图3所示实施例的基础上，处理器具体可以用于：获取滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值。若确定交流基波分量幅值为0，即滤波处理后的电压检测信号不存在交流基波分量，则将直流分量幅值与预存储的母线电压值进行比较。在确定直流分量幅值大于母线电压值的90％时，根据母线电压值、直流分量幅值和预设的第一接地阻抗估算模型，获得目标接地阻抗；若目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值，则确定接地位置为正极传输母线。

换言之，在滤波处理后的电压检测信号满足以下三个条件时，内燃机车接地检测装置可以确定接地位置为正极传输母线：

交流基波分量幅值为0，并且

直流分量幅值大于母线电压值的90％，并且

目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值。

本实施例上述三个条件的检测顺序可以是如本实施例的顺序，也可以是其他任何检测顺序，只要满足上述三个条件，就可以确定接地位置为正极传输母线，以上三个条件不同检测顺序构成的方案具有类似的效果。

由于正极传输母线2、负极传输母线3是为了向牵引系统和辅助系统输送电能的传输线，需要到达预设的额定电压值，一般偏差较小，因此母线电压值可以是预设的额定电压值，但也可以是实时检测获取的实时电压值。

本实施例的第一接地阻抗估算模型可以为：

其中，UODC为直流分量幅值，UDC为母线电压，R为目标接地阻抗。

本实施例通过处理器在确定交流基波分量幅值为0，并且直流分量幅值大于母线电压值的90％，并且目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值时，得到接地位置为正极传输母线的检测结果，仅根据检测电阻的电压变化实现了正极传输母线的接地检测，降低了信号干扰。

实施例2

本实施例是对负极传输母线的接地检测的一种实现方式进行说明。

在上述实施例获取了电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值的基础上，处理器还可以用于：在确定交流基波分量幅值为0，即滤波处理后的电压检测信号不存在交流基波分量，则将直流分量幅值与预存储的母线电压值进行比较之后；若确定直流分量幅值小于母线电压值的10％，则根据母线电压值、直流分量幅值和预设的第二接地阻抗估算模型，获得目标接地阻抗；若目标接地阻抗小于接地阻抗阈值，则确定接地位置为负极传输母线。

换言之，在滤波处理后的电压检测信号满足以下三个条件时，内燃机车接地检测装置可以确定接地位置为负极传输母线：

交流基波分量幅值为0，并且

直流分量幅值小于母线电压值的10％，并且

目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值。

本实施例上述三个条件的检测顺序可以是如本实施例的顺序，也可以是其他任何检测顺序，只要满足上述三个条件，就可以确定接地位置为负极传输母线，以上三个条件不同检测顺序构成的方案具有类似的效果。

本实施例的第二接地阻抗估算模型为：

其中，UODC为直流分量幅值，UDC为母线电压，R为目标接地阻抗。

本实施例通过处理器在确定交流基波分量幅值为0，并且直流分量幅值小于母线电压值的10％，并且目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值时，得到接地位置为负极传输母线的检测结果，仅根据检测电阻的电压变化实现了负极传输母线的接地检测，降低了信号干扰。

实施例3

本实施例是对第一逆电器的三相交流输出端的接地检测的一种实现方式进行说明。

在上述实施例的基础上，处理器还可以用于：获取滤波处理后的电压检测信号的交流基波分量频率值；以及，在获取滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值之后，若确定交流基波分量幅值不为0，即表明滤波处理后的电压检测信号存在交流基波分量，则获取滤波处理后的电压检测信号的波形。若确定滤波处理后的电压检测信号的波形为脉冲波形，且滤波处理后的电压检测信号满足预设的第一类验证条件，则根据母线电压值、直流分量幅值和预设的第三接地阻抗估算模型，获得目标接地阻抗；若目标接地阻抗小于接地阻抗阈值，则在第一逆电器的三相交流输出端中确定接地位置。

其中，滤波处理后的电压检测信号满足预设的第一类验证条件可以是：

交流基波分量幅值包含于预设的牵引系统交流供电电压值范围内，并且

交流基波分量频率值与预设的牵引系统供电频率值一致，并且

直流分量幅值大于母线电压值的1/3，且小于母线电压值的1/2。

换言之，在滤波处理后的电压检测信号满足以下六个条件时，内燃机车接地检测装置可以确定接地位置在第一逆电器的三相交流输出端：

交流基波分量幅值不为0，并且

滤波处理后的电压检测信号的波形为脉冲波形，并且

交流基波分量幅值包含于预设的牵引系统交流供电电压值范围内，并且

交流基波分量频率值与预设的牵引系统供电频率值一致，并且

直流分量幅值大于母线电压值的1/3，且小于母线电压值的1/2，并且

目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值。

本实施例上述六个条件的检测顺序可以是如本实施例的顺序，也可以是其他任何检测顺序，只要满足上述六个条件，就可以确定接地位置为第一逆电器的三相交流输出端，以上六个条件不同检测顺序构成的方案具有类似的效果。

本实施例的第三接地阻抗估算模型可以为：

其中，UODC为直流分量幅值，UDC为母线电压，R为目标接地阻抗。

在本实施例中，获取滤波处理后的电压检测信号的交流基波分量频率值的步骤，和获取滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值的步骤，可以是同时进行的，也可以是先后进行的，本实施例不做限定。

本实施例中，在获取滤波处理后的电压检测信号的波形后，判断该波形是脉冲波形还是正弦波形的方式可以是：在滤波处理后的电压检测信号的波形上确定一个幅值为0的第一采样点，再获取该采样点前后小于半个周期时间内的第二采样点和第三采样点，获取第二采样点上的第二幅值和第三采样点上的第三幅值。若第二幅值或第三幅值为0，则滤波处理后的电压检测信号的波形为脉冲波形；若第二幅值和第三幅值都不为0，则滤波处理后的电压检测信号的波形为正弦波形。

本实施例通过处理器在交流基波分量幅值不为0，并且滤波处理后的电压检测信号的波形为脉冲波形时，以第一类验证条件进行验证，若通过第一类验证条件的验证并且目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值，则得到接地位置为第一逆电器的三相交流输出端中的检测结果，仅根据检测电阻的电压变化实现了第一逆电器的三相交流输出端的接地检测，降低了信号干扰。

实施例4

本实施例是对第二逆电器的三相交流输出端的接地检测的一种实现方式进行说明。

在上述实施例的基础上，处理器还可以用于：在获取滤波处理后的电压检测信号的波形之后，若确定滤波处理后的电压检测信号的波形为正弦波形，且滤波处理后的电压检测信号满足预设的第二类验证条件，则根据母线电压值、直流分量幅值和第三接地阻抗估算模型，获得目标接地阻抗。若目标接地阻抗小于接地阻抗阈值，则在第二逆电器的三相交流输出端中确定接地位置。

其中，滤波处理后的电压检测信号满足预设的第二类验证条件可以是：

交流基波分量幅值包含于预设的辅助系统交流供电电压值范围内，并且

交流基波分量频率值与预设的辅助系统供电频率值一致，并且

直流分量幅值大于母线电压值的1/3，且小于母线电压值的1/2。

换言之，在滤波处理后的电压检测信号满足以下六个条件时，内燃机车接地检测装置可以确定接地位置在第二逆电器的三相交流输出端：

交流基波分量幅值不为0，并且

滤波处理后的电压检测信号的波形为正弦波形，并且

交流基波分量幅值包含于预设的辅助系统交流供电电压值范围内，并且

交流基波分量频率值与预设的辅助系统供电频率值一致，并且

直流分量幅值大于母线电压值的1/3，且小于母线电压值的1/2，并且

目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值。

本实施例上述六个条件的检测顺序可以是如本实施例的顺序，也可以是其他任何检测顺序，只要满足上述六个条件，就可以确定接地位置为第二逆电器的三相交流输出端，以上六个条件不同检测顺序构成的方案具有类似的效果。

本实施例的第三接地阻抗估算模型可以为：

其中，UODC为直流分量幅值，UDC为母线电压，R为目标接地阻抗。

本实施例通过处理器在交流基波分量幅值不为0，并且滤波处理后的电压检测信号的波形为正弦波形时，以第二类验证条件进行验证，若通过第二类验证条件的验证并且目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值，则得到接地位置为第二逆电器的三相交流输出端中的检测结果，仅根据检测电阻的电压变化实现了第二逆电器的三相交流输出端的接地检测，降低了信号干扰。

实施例5

本实施例是对第一逆电器的三相交流输出端的接地检测的另一种实现方式进行说明。

在上述实施例的基础上，处理器还可以用于：

获取滤波处理后的电压检测信号的交流基波分量频率值；以及，在获取滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值之后，若确定交流基波分量幅值不为0，即表明滤波处理后的电压检测信号不存在交流基波分量，则获取滤波处理后的电压检测信号的波形。若确定滤波处理后的电压检测信号的波形为脉冲波形，且滤波处理后的电压检测信号满足预设的第一类验证条件，则根据预设的滤波电抗值、预设的滤波电容值、预存储的牵引系统输出电压、交流基波分量幅值和预设的第四接地阻抗估算模型，获得目标接地阻抗；若目标接地阻抗小于接地阻抗阈值，则在第一逆电器的三相交流输出端中确定接地位置。

其中，滤波处理后的电压检测信号满足预设的第一类验证条件可以是：

交流基波分量幅值包含于预设的牵引系统交流供电电压值范围内，并且

交流基波分量频率值与预设的牵引系统供电频率值一致，并且

直流分量幅值大于母线电压值的1/3，且小于母线电压值的1/2。

换言之，在滤波处理后的电压检测信号满足以下六个条件时，内燃机车接地检测装置可以确定接地位置在第一逆电器的三相交流输出端：

交流基波分量幅值不为0，并且

滤波处理后的电压检测信号的波形为脉冲波形，并且

交流基波分量幅值包含于预设的牵引系统交流供电电压值范围内，并且

交流基波分量频率值与预设的牵引系统供电频率值一致，并且

直流分量幅值大于母线电压值的1/3，且小于母线电压值的1/2，并且

目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值。

本实施例上述六个条件的检测顺序可以是如本实施例的顺序，也可以是其他任何检测顺序，只要满足上述六个条件，就可以确定接地位置为第一逆电器的三相交流输出端，以上六个条件不同检测顺序构成的方案具有类似的效果。

第四接地阻抗估算模型为：

其中，UOAC为交流基波分量幅值，R为目标接地阻抗；L和C为0，且U(s)为牵引系统输出电压。

在本实施例中，获取滤波处理后的电压检测信号的交流基波分量频率值的步骤，和获取滤波处理后的电压检测信号的直流分量幅值和交流基波分量幅值的步骤，可以是同时进行的，也可以是先后进行的，本实施例不做限定。

本实施例通过处理器在交流基波分量幅值不为0，并且滤波处理后的电压检测信号的波形为脉冲波形时，以第一类验证条件进行验证，若通过第一类验证条件的验证并且目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值，则得到接地位置为第一逆电器的三相交流输出端中的检测结果，仅根据检测电阻的电压变化实现了第一逆电器的三相交流输出端的接地检测，降低了信号干扰。

实施例6

本实施例是对第二逆电器的三相交流输出端的接地检测的另一种实现方式进行说明。

在上述实施例的基础上，处理器还可以用于：

在获取滤波处理后的电压检测信号的波形之后，若确定滤波处理后的电压检测信号的波形为正弦波形，且滤波处理后的电压检测信号满足预设的第二类验证条件，则根据预设的滤波电抗值、预设的滤波电容值、预存储的辅助系统输出电压、交流基波分量幅值和预设的第四接地阻抗估算模型，获得目标接地阻抗。若目标接地阻抗小于接地阻抗阈值，则在第二逆电器的三相交流输出端中确定接地位置。

本专利中，预设的滤波电抗值和预设的滤波电容值都是图1和图2中第二逆电器三相交流输出端预先设置的结构参数。预存储的辅助系统输出电压可以是从辅助系统的输出端检测到的输出电压值。

其中，滤波处理后的电压检测信号满足预设的第二类验证条件可以是：

交流基波分量幅值包含于预设的辅助系统交流供电电压值范围内，并且

交流基波分量频率值与预设的辅助系统供电频率值一致，并且

直流分量幅值大于母线电压值的1/3，且小于母线电压值的1/2。

换言之，在滤波处理后的电压检测信号满足以下六个条件时，内燃机车接地检测装置可以确定接地位置在第二逆电器的三相交流输出端：

交流基波分量幅值不为0，并且

滤波处理后的电压检测信号的波形为正弦波形，并且

交流基波分量幅值包含于预设的辅助系统交流供电电压值范围内，并且

交流基波分量频率值与预设的辅助系统供电频率值一致，并且

直流分量幅值大于母线电压值的1/3，且小于母线电压值的1/2，并且

目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值。

本实施例上述六个条件的检测顺序可以是如本实施例的顺序，也可以是其他任何检测顺序，只要满足上述六个条件，就可以确定接地位置为第二逆电器的三相交流输出端，以上六个条件不同检测顺序构成的方案具有类似的效果。

本实施例的第四接地阻抗估算模型为：

其中，UOAC为交流基波分量幅值，R为目标接地阻抗；L为预设的滤波电抗值，C为预设的滤波电容值，且U(s)为辅助系统输出电压。

本实施例通过处理器在交流基波分量幅值不为0，并且滤波处理后的电压检测信号的波形为正弦波形时，以第二类验证条件进行验证，若通过第二类验证条件的验证并且目标接地阻抗小于预设的接地阻抗阈值，则得到接地位置为第二逆电器的三相交流输出端中的检测结果，仅根据检测电阻的电压变化实现了第二逆电器的三相交流输出端的接地检测，降低了信号干扰。

在上述实施例3和实施例5的基础上，为了在确定出现接地问题的第一逆电器的三相交流输出端中，进一步确定是哪一相线接地，处理器在第一逆电器的三相交流输出端中确定接地位置的实现方式，具体可以是：

获取滤波处理后的电压检测信号的交流分量的相位；

若交流分量的相位与预设的牵引系统第一供电相线信号相位匹配，则确定接地位置为第一逆电器的三相交流输出端的第一相线；

若交流分量的相位与预设的牵引系统第二供电相线信号相位匹配，则确定接地位置为第一逆电器的三相交流输出端的第二相线；

若交流分量的相位与预设的牵引系统第三供电相线信号相位匹配，则确定接地位置为第一逆电器的三相交流输出端的第三相线。

本实用新型中的两个波形相位匹配，是指两个波形的相位相同。

在上述实施例4和实施例6的基础上，为了在确定出现接地问题的第二逆电器的三相交流输出端中，进一步确定是哪一相线接地，处理器在第二逆电器的三相交流输出端中确定接地位置的实现方式，具体可以是：

获取滤波处理后的电压检测信号的交流分量的相位；

若交流分量的相位与预设的牵引系统第一供电相线信号相位匹配，则确定接地位置为第二逆电器的三相交流输出端的第一相线；

若交流分量的相位与预设的牵引系统第二供电相线信号相位匹配，则确定接地位置为第二逆电器的三相交流输出端的第二相线；

若交流分量的相位与预设的牵引系统第三供电相线信号相位匹配，则确定接地位置为第二逆电器的三相交流输出端的第三相线。

本实用新型中的两个波形相位匹配，是指两个波形的相位相同。例如，图5为本实用新型实施例提供的一种波形相位比较示意图。从图5可知，图5所示的电压检测信号波形为正弦波形，确定接地位置在第二逆电器的三相交流输出端中。图5中第一行为电压检测信号的波形，第二行为牵引系统第一供电相线信号波形，第三行为牵引系统第二供电相线信号波形，第四行为牵引系统第三供电相线信号波形。从图上可以明显看出，图5所示的电压检测信号波形的交流分量的相位与牵引系统第三供电相线信号波形的相位匹配。

本实用新型减少检测硬件，提高了系统稳定性。同时软件操作便于移植和修改，减小了设计风险。通过算法分析弥补了原有的接地判断不能准确到哪一相接地的问题，使接地判断更加准确，减小了维护人员的判断，提高了判断的精度，便于维护人员能够准备的找到接地位置，保障机车的稳定运行。

图6为本实用新型提供的一种内燃机车接地检测装置的硬件结构示意图。如图6所示，该内燃机车接地检测装置包括：处理器811以及存储器812；其中

存储器812，用于存储计算机程序，该存储器还可以是闪存(flash)。

处理器811，用于执行存储器存储的执行指令，以实现上述内燃机车接地检测方法中终端执行的各个步骤。具体可以参见前面方法实施例中的相关描述。

可选地，存储器812既可以是独立的，也可以跟处理器811集成在一起。

当存储器812是独立于处理器811之外的器件时，终端还可以包括：

总线813，用于连接存储器812和处理器811。图6的终端还可以进一步包括发送器(图中未画出)，用于向服务器或其他设备发送处理器811得到的接地位置。

本实用新型还提供一种可读存储介质，可读存储介质中存储有执行指令，当终端的至少一个处理器执行该执行指令时，终端执行上述的各种实施方式提供的内燃机车接地检测方法。其中，可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于专用集成电路(Application Specific Integrated Circuits，简称：ASIC)中。另外，该ASIC可以位于用户设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于通信设备中。

在上述终端或者服务器的实施例中，应理解，处理器可以是中央处理单元(英文：Central Processing Unit，简称：CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(英文：Digital Signal Processor，简称：DSP)、专用集成电路(英文：Application Specific Integrated Circuit，简称：ASIC)等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件处理器执行完成，或者用处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。