专利名称：一种无绝缘音频轨道电路轨间泄漏导纳的测试方法
技术领域：
本发明涉及一种测试方法，特别是指一种无绝缘音频轨道电路轨间泄漏导纳的快速简便测试方法。
背景技术：
对于工程设计、设备研制、日常维修等工作而言，音频轨道电路的仿真具有较大的意义。通过计算机模拟，可以对音频轨道电路在各种实际使用条件下的状态调整状态、分路状态及断轨状态作出判断，对轨道电路区段的划分、工作状态的调整等方面都具有积极的意义。进行音频轨道电路的仿真计算，前提条件之一是基于准确的轨道电路一次参数。测算轨道电路的一次参数，是信号检修中的一项经常性工作。轨道电路的计算和调整，以至于轨道电路所用器材的设计等问题，都要根据一次参数来进行，所以一次参数是轨道电路的一个最基本的参数即单位长度下的钢轨电阻RO ( Ω/km)，单位长度下的钢轨电感LO(mH/km)，单位长度下的轨间电容CO ( μ F/km)，单位长度下的轨间漏泄电导GO (S/km)。其中钢轨电阻与电感值取决于生产厂家所用的材质及工艺，铁路线路建成后，在固定的使用频率下，这两个参数是固定不变的；至于轨间电容，在使用频率为20KHZ时，其对轨道电路传输性能的影响率不到5%，频率越低，其影响率越小。因此，通常变化率不到3%的轨间电容，，其对轨道电路的传输性能的影响可以忽略不计。也就是说，轨道电路四个一次参数中，仅有轨间漏泄是(在一定范围内)随机的，需要经常性的测量，而其他三个参数都可以在一次测定后视为常数。而轨间泄漏导纳一方面取决于线路上部建筑的结构，即取决于道碴的材料、道碴层的厚度和清洁度，轨枕的材料和数量；另一方面还取决于温度和湿度的变化，以及土壤的导电率等因素，因此其值的变化范围很大。道床电阻愈小，两钢轨间漏泄电流就愈大，轨道电路消耗的电能就会增多。而且道床电阻值变化的范围越大，轨道电路的工作就越不稳定。因此，在日常的信号检修工作中，测量轨道电路轨间泄漏导纳是一项极为重要的工作。目前，因缺乏必要的技术手段，国内轨道电路的轨间泄漏导纳的日常测量工作已基本取消。过去所采用的测量方法主要是开路、短路法；对此，这里不加论述了，具体可参阅陶启沪主编的《铁道信号基础设备及原理》第五章第三节。传统的开路、短路法，对于音频无绝缘轨道电路来说，已不能适用。至于采用两次短路法来测无绝缘音频轨道电路的一次参数，在有专用测试设备的情况下，该方法适用于新建轨道铁路的一次参数测试，但对于已建铁路的日常信号检修来说，该方法过于繁琐，且测试代价大。因此，如何研究一种无绝缘音频轨道电路轨间泄漏导纳的测试方法，即为本领域技术人员的研究方向所在。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种无绝缘音频轨道电路轨间泄漏导纳的测试方法，以解决上述现有技术中所存在的问题。为了达到上述目的，本发明提供一种无绝缘音频轨道电路轨间泄漏导纳的测试方法，其包括以下步骤步骤SI:建立轨道的无源链型网络；步骤S2:构建轨道电路无源网络的电路方程；步骤S3:测量轨道电路送电端的输入电流；步骤S4:计算轨间泄漏导纳G0。其中，在步骤SI中，是按照有限元的原则，将轨道作为线性无源链型网络，把I长
的轨道电路分成η段，每段长为1/η，每段用集中参数的T型或Π型四端网络代替，则I长的轨道电路用η个T型或Π型四端网络链接来代替。其中，在步骤S4中，是通过搜索方法求解轨间泄漏导纳Gtl，其包括如下子步骤步骤S41 :在区间[O. 01. 2]任取一个值作为轨间泄漏导纳Gtl的初始值g(l ；步骤S42 :求得一个输入电流I1的值Γ !；步骤S43 :如果II1-I' J < e,则停止，轨间泄漏导纳Gtl取gQ ;否则转步骤S44 ；步骤S44 :如果 I1 > Γ !，设 g0 = g0+gs ;否则设 g0 = g0_gs ;转步骤 S42 ；上述e = O. 01, gs = O. 005。与现有技术相比，本发明的有益效果在于本发明提出了一种无绝缘音频轨道电路轨间泄漏导纳的简便、快速、测试方法，测试在营轨道电路轨间泄漏导纳时无需将轨道电路短路来获得测量所需的条件，测试设备简单，只需一台高频高精度交流电流计，导纳的计算可以编制专门的计算软件，只需简单的嵌入式计算设备即可快速完成。
为了更清楚地说明本发明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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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IA为本发明T- Π链型电路结构；图IB为本发明T-T链型电路结构；图IC为本发明Π -T链型电路结构；图ID为本发明Π - Π链型电路结构；图2为本发明S型连接音频无绝缘轨道电路；图3为本发明轨道电路TC120的链接网络；图4为本发明测试方法的流程图。
具体实施例方式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付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参阅图4所示，为本发明一种无绝缘音频轨道电路轨间泄漏导纳的测试方法的流程图，本发明提出一种无绝缘音频轨道电路轨间泄漏导纳的测试方法，具体包括以下步骤首先，构建调整状态下轨道电路输入端电流与轨间泄漏导纳的对应关系，其包括步骤SI :建立轨道的无源链型网络；其是按有限元的原则，将轨道作为线性无源链型网络。根据四端网络链接的理论，可把I长的轨道电路分成η段，每段长为1/η，每段可以用集中参数的T型或Π型四端网络代替，则I长的轨道电路就可用η个T型或Π型四端网络链接来代替。参阅图IA至图1D，为链型电路的四种可能结构，其中，图IA为T- Π链型电路结构、图IB为T-T链型电路结构、
图IC为Π-T链型电路结构、图ID为Π-Π链型电路结构。步骤S2 :构建轨道电路无源网络的电路方程；由于于链型电路可以有四种，因此，本领域技术人员可根据需要建立无源网络的电路方程，以下仅列举其中一例。以图IA所示链型电路为例。它的串臂阻抗为Zi(i=l，3，5，…，2n_l)，并联导纳为Yj (j = 2,4,6,…，2n)，根据KVL、KCL及VCB定律，2n维网络方程为
'CZ0I FZi I O ... O 0 T A _
O -I Y2 I ... O O CZ2
O _ O -I Z3 ... O O I3: —； ； ； ； : : ；
O O O O ... Z2^1 I I2“
.OJL0 O 0 …-I Yi,,Iu2, \⑴运用克莱姆法则，若式(I)的系数行列式
Z1 I O ··. O O -I Y2 I ··· O O
O —I Z3 …O OD= ·· ； ； : ； ；
O O O …Ζ2η__ι I
0 0 0··· -I F2h(2)那么方程组有唯一解，其输入电流可表示为
;_Dl_u IKl /l=^=fo^g⑶其中
权利要求
1.ー种无绝缘音频轨道电路轨间泄漏导纳的测试方法，其特征在于，其包括以下步骤 步骤SI:建立轨道的无源链型网络； 步骤S2:构建轨道电路无源网络的电路方程； 步骤S3:測量轨道电路送电端的输入电流； 步骤S4:计算轨间泄漏导纳も。
2.根据权利要求I所述的ー种无绝缘音频轨道电路轨间泄漏导纳的测试方法，其特征在于，在步骤SI中，是按照有限元的原则，将轨道作为线性无源链型网络，把I长的轨道电路分成n段，每段长为1/n，每段用集中參数的T型或TI型四端网络代替，则I长的轨道电路用n个T型或TI型四端网络链接来代替。
3.根据权利要求I所述的ー种无绝缘音频轨道电路轨间泄漏导纳的测试方法，其特征在于，在步骤S4中，是通过捜索方法求解轨间泄漏导纳Gtl，其包括如下子步骤 步骤S41 :在区间
任取ー个值作为轨间泄漏导纳Gtl的初始值g(l ； 步骤S42 :求得ー个输入电流I1的值I' !； 步骤S43 :如果II1-I' J <e,则停止，轨间泄漏导纳Gtl取g(l ;否则转步骤S44 ； 步骤S44 :如果I1 > r i，设g0 = g0+gs ;否则设go = g0-gs ;转步骤S42 ；上述 e = 0. 01, gs = 0. 005。
全文摘要
本发明是一种无绝缘音频轨道电路轨间泄漏导纳的测试方法，其包括以下步骤步骤S1:建立轨道的无源链型网络；步骤S2:构建轨道电路无源网络的电路方程；步骤S3:测量轨道电路送电端的输入电流；步骤S4:计算轨间泄漏导纳G0。本发明测试在营轨道电路轨间泄漏导纳时无需将轨道电路短路来获得测量所需的条件，测试设备简单、方便。
文档编号G01R27/02GK102854387SQ20121029666
公开日2013年1月2日 申请日期2012年8月20日 优先权日2012年8月20日
发明者吴金洪, 叶建忠, 韦强, 项小强, 朱喜林, 丁赛华, 鄂世举, 邹翔, 吴汶麒 申请人:浙江师范大学, 浙江省交通规划设计研究院