基于列车供电系统的弓网电弧的检测方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及列车领域，具体而言，涉及一种基于列车供电系统的弓网电弧的检测方法及系统。
【背景技术】
[0002]近年来，高速铁路飞速发展，高速列车获得电能的原理为:通过接触网导线与受电弓滑板滑动接触，从接触网上获取电能。但随着列车运行速度的提高，在接触网和受电弓接触的过程中，耦合振动加剧，使得受电弓与接触网的电接触状态严重恶化，导致弓网(受电弓与接触网)离线频频发生，而离线时产生的弓网电弧使接触网导线和受电弓滑板严重烧蚀，对高速铁路行车安全带来巨大威胁，已成为制约我国高速铁路进一步发展的技术瓶颈。因此，亟需对弓网电弧的特性进行系统深入的研宄。在实际运行的高速列车上，由于现场条件、设备安装空间等因素的限制，使得现场测试弓网电弧的性能参数存在很大的困难。现有技术往往采用模拟试验系统来研宄弓网电弧的特性。在检测弓网电弧的模拟试验中，提供高电压大电流的条件时弓网电弧试验的关键。
[0003]这里需要说明的是，目前，现有的弓网电弧试验方法存在如下缺陷:第一，当采用传统高电压大电流电源时，需要数兆瓦级的电源，而且根据试验的需要，电网端需要频繁的输入和切断数兆瓦的功率，容易造成供电系统不稳定。第二，当采用低电压大电流或高电压小电流的方案时，与实际现场弓网间隙间高电压大电流工况存在一定的差异。第三，采用电容器储能，通过电感放电来进行弓网电弧试验，由于放电回路电阻难以降低，因此产生的电压电流以指数形式迅速衰减，难以满足弓网电弧试验的需要。
[0004]针对现有技术中弓网电弧模拟试验的方法中，为使弓网间隙产生高电压、大电流，采用高压交流电压源来供电，导致耗能大的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0005]本发明的主要目的在于提供一种基于列车供电系统的弓网电弧的检测方法及系统，以解决现有技术中弓网电弧模拟试验的方法中，为使弓网间隙产生高电压、大电流，采用高压交流电压源来供电，导致耗能大的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种基于列车供电系统的弓网电弧的检测方法。其中列车供电系统包括:电网以及升压变压器、限流电阻、降压变压器、接触网导线、受电弓构成的放电回路，该检测方法包括:升压变压器将电网输送的将交流电升压后，产生高压电能，其中，高压电能使得放电回路中的接触网导线和受电弓之间的间隙产生高电压和大电流；采集接触网导线和受电弓之间的间隙在高压和大电流的状况下产生的电弧。
[0007]为了实现上述目的，根据本发明实施例的另一方面，提供了一种基于列车供电系统的弓网电弧的检测系统。该系统包括:电网，用于输送电能；放电回路，包括:升压变压器、限流电阻、接触网导线、受电弓，其中，升压变压器用于将电网输送的将交流电升压后，产生高压电能，其中，高压电能使得放电回路中的接触网导线和受电弓之间的间隙产生高电压和大电流；采集设备，用于采集接触网导线和受电弓之间的间隙在高压和大电流的状况下产生的电弧。
[0008]根据本发明实施例，采用升压变压器将电网输送的将交流电升压后，产生高压电能，其中，高压电能使得放电回路中的接触网导线和受电弓之间的间隙产生高电压和大电流；采集接触网导线和受电弓之间的间隙在高压和大电流的状况下产生的电弧的方法，解决了现有的弓网电弧模拟试验的方法中，为使弓网间隙产生高电压、大电流，采用高压交流电压源来供电，导致耗能大的技术问题。
【附图说明】
[0009]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0010]图1是根据本发明实施例一的列车供电系统的示意图；
[0011]图2是根据本发明实施例一的基于列车供电系统的弓网电弧的检测方法的流程图；以及
[0012]图3是根据本发明实施例二的基于列车供电系统的弓网电弧的检测系统的示意图。
【具体实施方式】
[0013]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0014]为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。
[0015]需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等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，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“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。
[0016]实施例一
[0017]本发明实施例提供了一种基于列车供电系统的弓网电弧的检测方法。如图1所示，该供电系统可以包括:电网10以及升压变压器20、限流电阻30、降压变压器40、接触网导线50、受电弓60构成的放电回路。
[0018]如图2所示，该方法可以包括步骤如下:
[0019]步骤S22，升压变压器将电网输送的将交流电升压后，产生高压电能，其中，高压电能使得放电回路中的接触网导线和受电弓之间的间隙产生高电压和大电流。
[0020]具体的，在本方案中，上述升压变压器可以将上述升压之后的高压电能输送至放电回路，即升压变压器20、限流电阻30、降压变压器40、接触网导线50、受电弓60构成的放电回路，使得放电回路中的接触网导线50和受电弓60之间的间隙产生高电压和大电流。
[0021]步骤S24，采集接触网导线和受电弓之间的间隙在高压和大电流的状况下产生的电弧。
[0022]具体的，在本方案中，在弓网(受电弓和接触网)产生电弧之后，可以采集接触网导线和受电弓之间的间隙在高压和大电流的状况下产生的电弧，用于进一步的研宄。
[0023]这里需要说明的是，在高速列车在实际的运行中，弓网(受电弓和接触网)产生的电弧是在受电弓和接触网之间的间隙在高电压和大电流的条件下产生的，因此通过上述步骤在弓网间隙产生的电弧满足了研宄弓网电弧的需要，能够真实的反映弓网电弧的特性。
[0024]本实施例通过升压变压器将电网输送的电能升压，再将高压电能输送至放电回路，使得放电回路中的接触网导线和受电弓之间的间隙产生高电压和大电流，最后采集弓网间隙在上述高电压和大电流状况下产生的电弧，本实施例满足了弓网间隙中高电压以及高电压过后大电流的要求，对电网输入端的功率需求降低到50千瓦以内，避免了对电网瞬态数兆瓦输入功率的要求，解决了现有的弓网电弧模拟试验的方法中，为使弓网间隙产生高电压、大电流，采用高压交流电压源来供电，导致耗能大的技术问题。
[0025]可选的，步骤S22，在升压变压器将电网输送的将交流电升压后，产生高压电能之后，本实施例提供的方法还可以包括:
[0026]步骤S23，降压变压器将高压电能降压后，输送至升压变压器。
[0027]具体的，在本方案中，结合图1，可以使得降压变压器40的输出端接到升压变压器20的输入端构成能量反馈系统，这样高压电能则可以重新输入到升压变压器20，降低了对电能的消耗，且上述方法对电源的能耗低、稳定性强、可靠性高。可选的，上述降压变压器可以采用变比为1:125，容量为60KVA。
[0028]可选的，步骤S22中的高压电能使得放电回路中的接触网导线和受电弓之间的间隙产生高电压和大电流的步骤可以包括: