一种用于城市轨道交通受电弓的监测方法与流程

本发明涉及监测技术领域，尤指一种用于城市轨道交通受电弓的监测方法。

背景技术：

地铁及有轨电车通常采用直流制式，通过接触网或第三轨对列车供电；列车通过受电弓或集电靴与接触线或第三轨接触取流。受电弓与接触网或集电靴与第三轨的配合关系(以下简称弓网关系)的好坏直接影响到轨道交通系统运行的可靠性。为了判断弓网关系的好坏，产生了多种监测的方法。其中监测受电弓/集电靴离线现象大致有以下这些方法：

1)直接监测列车受电弓电流及电压幅值的方法。但由于列车运行过程中取流工况复杂，单纯测量电流及电压并不能准确地反映受电弓的运行状态。

2)通过压力传感器监测弓网关系，能够比较直观地反映弓网关系。但随着速度的增加受电弓的惯性力等因素对压力传感器的测量结果的影响也随之增加。从而导致在某些情况下不能准确地测量弓网接触压力。

3)通过可见光、红外光及紫外光传感器检测受电弓离线所产生的弧光，从而判断受电弓的离线。弧光监测通常只能做定性而非定量分析，且弧光的强弱并不与受电弓离线的严重性直接相关。

由上述可见，单一的监测方法不能做到全面反映列车运行时的弓网关系。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供一种用于城市轨道交通受电弓的监测方法，更加全面反映列车运行时的弓网关系。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于城市轨道交通受电弓的监测方法，其方法步骤如下：

s1，通过电流传感器采集牵引单元的电流信号，然后经过电流上升率传感器采集电流波形；

s2，当实际电流上升率高于上升率设定值时，进入延时阶段；

s3，若是在延时阶段设定值内的实际电流上升率始终高于电流上升率设定值时，则判断为弓网关系异常，反之则返回并等待下一次触发。

其中，对于单个牵引单元的电流上升率设定值为10ams，延时阶段设定值为10ms。

其中，对于多个牵引单元的电流上升率设定值为单个电流上升率设定值×牵引单元数量，延时阶段设定值为10ms。

进一步地，还可以在s2的基础上增加电流增量判据：当电流上升率达到设定值时，以此时的电流幅值作为基准计算电流增量；

当电流增量达到设定值，同时满足s3的条件时即判断为弓网关系异常，并且在电流上升的过程中如果出现电流上升率回落到设定值以下的情况则返回并等待下一次触发。

其中，对于单个牵引单元的电流上升率设定值为10ams，延时阶段设定值为1ms，电流增量设定值为100a。

其中，对于多个牵引单元的电流上升率设定值为单个电流上升率设定值×牵引单元数量，延时阶段设定值为1ms，电流增量设定值为单个电流增量设定值×牵引单元数量。

本发明的有益效果在于：本发明通过监测列车运行过程中电流上升率可有效地识别列车运行过程中的受电弓离线现象。为弓网关系在线监测提供全新的方法，从而使弓网关系在线监测更加全面反映真实的弓网关系，提高了可靠性，降低维护和运营成本。

附图说明

图1是本发明的连接示意图。

图2是本发明电流上升率传感器a所产生的实际波形图。

图3是本发明电流上升率传感器b所产生的实际波形图。

图4是本发明第一种方法的电流波形图。

图5是本发明第一种方法的逻辑示意图。

图6是本发明第二种方法的电流波形图。

图7是本发明第二种方法的逻辑示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解。

请参阅图1所示，本实施例关于一种用于城市轨道交通受电弓的监测方法在列车上应用时需要通过电流传感器采集牵引单元的电流信号，经过电流上升率传感器计算处理后可得出受电弓离线的判断。本实施例通过设置电流上升率传感器a和电流上升率传感器b分别采集牵引单元a和牵引单元b的电流信号，其中各个牵引单元与受电弓之间还分别连接有断路器a和断路器b，保证系统的安全。

请参阅图2-3所示，分别是在实际测试中捕捉到的弓网关系问题实际波形，这两个波形分别来自于图1中的电流上升率传感器a与电流上升率传感器b。这是受电弓在列车运行过程中发生离线现象时所产生的波形。从波形上看，当发生受电弓离线时，牵引单元回路中的电流会迅速减小，这时牵引控制单元会加大对牵引单元的控制，当受电弓恢复接触时就产生了电流的剧烈波动。从图2-3中可见，a/b两个牵引单元所产生的电流波动基本同步，波形形态也基本相同。而且电流波动时的电流变化率远大于正常工况的电流变化率。因此采用电流上升率作为判据可以准确地识别出受电弓离线的现象。

请参阅图4-5所示，其第一种方法步骤如下：

s1，通过电流传感器采集牵引单元的电流信号，然后经过电流上升率传感器采集电流波形；

s2，当实际电流上升率(di/dt)高于上升率设定值时，进入延时阶段；

s3，若是在延时阶段设定值(t)内的实际电流上升率(di/dt)始终高于电流上升率设定值时，则判断为弓网关系异常，反之则返回并等待下一次触发。

其中，对于单个牵引单元的电流上升率(di/dt)设定值为10ams，延时阶段设定值(t)为10ms。

而对于单个受电弓总电流，多个牵引单元的电流上升率(di/dt)设定值为单个电流上升率设定值×牵引单元数量，延时阶段设定值不变，仍然为10ms。

由于列车运行过程中电流是频繁变化的，为了更加准确识别弓网关系问题，在判断过程中还可以增加电流增量(△i)等判断条件，作为第二种监测方法。

其具体原理如下：

请参阅图6-7所示，在上述第一种方法的基础上增加电流增量(△i)判据：当电流上升率(di/dt)达到设定值时，以此时的电流幅值作为基准计算电流增量(△i)；当电流增量(△i)达到设定值，并且电流上升率(di/dt)及延时阶段同时满足设定值条件时即判断为弓网关系异常。在电流上升的过程中如果出现电流上升率(di/dt)回落到设定值以下的情况则返回并等待下一次触发。

其中，对于单个牵引单元的电流上升率(di/dt))设定值为10ams，延时阶段设定值(t)为1ms，电流增量(△i)设定值为100a。

而对于单个受电弓总电流，多个牵引单元的电流上升率设定值为单个电流上升率设定值×牵引单元数量，延时阶段设定值不变，仍然为1ms，电流增量设定值为单个电流增量设定值×牵引单元数量。

与现有技术相比，本实施例采用电流上升率(di/dt)作为受电弓离线判断依据是一种全新的方法，可与现有弓网关系监测方法进行配合，更加全面地反映真实的弓网关系。需要进一步说明的是，本实施例方法还适用于集电靴和第三轨的配合关系。

以上实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。