[发明专利]一种高速列车新型接地系统、自动控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种高速列车新型接地系统，其特征在于，包括依次电性连接的接触网、高速列车以及钢轨，所述高速列车包括拖车、动车、阻容式连接装置、保护接地装置以及工作接地装置；

所述动车和相邻的拖车或动车的等电位连接线设置有阻容式连接装置，其底端均设置有转向架，车体和轴端之间至少设置有一路保护接地装置；

所述拖车包括列车车头和位于中间位置的变压器车，所述变压器车的内部设置有牵引变压器，其底端的原边中性点设置有工作接地点，且其顶端与接触网电性连接；

所述工作接地点并联设置有三路工作接地装置，所述工作接地装置与轴端电性连接。

2.根据权利要求1所述的高速列车新型接地系统，其特征在于，所述阻容式连接装置为并联设置的电容装置和可变电阻器；

所述电容装置的电容值范围为1μF～10μF，所述可变电阻器的阻值小于0.5Ω。

3.根据权利要求1所述的高速列车新型接地系统，其特征在于，所述列车车头、变压器车以及动车的底端均设置有两个转向架，列车车头和动车的车体与轴端之间并联设置两路保护接地装置，保护接地装置远离车体的一端与轴端连接；

所述变压器车的车体与轴端之间并联设置有一路保护接地装置，且其牵引变压器原边中性点与轴端之间设置有三路工作接地装置。

4.根据权利要求3所述的高速列车新型接地系统，其特征在于，所述工作接地装置为牵引变压器的原边中性点与接地碳刷连接的导体，所述接地碳刷与轴端电性连接，所述保护接地装置为采用直接接地方式的连接导线。

5.一种基于权利要求1-4任一所述的高速列车新型接地系统的自动控制系统，其特征在于，包括数据采集单元、数据处理单元以及动作单元，所述数据采集单元和动作单元均与数据处理单元通信连接。

6.根据权利要求5所述的自动控制系统，其特征在于，所述数据采集单元包括设置于各保护接地点的电流传感器和位于列车车头的控制室的数据采集卡，所述电流传感器的信号输出端与数据采集卡的输入端相连，所述数据采集卡的输出端与数据处理单元通信连接；

所述动作单元包括设置于动车和相邻的拖车或动车的等电位连接线的可变电阻器，所述可变电阻器串联在等电位连接线上，且与位于等电位连接线的电容装置并联；

所述数据处理单元位于列车车头的控制室，且其分别与数据采集卡的输出端以及可变电阻器的阻值控制端通信连接。

7.一种基于权利要求5所述的自动控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：进行自动控制系统的初始化，包括对系统的容许误差参数和可变电阻器的动作速率进行参数设定，以及对高速列车的车体进行编号；

S2：使用电流传感器和数据采集卡定时采集各保护接地点的电流值；

S3：根据采集到的电流值，进行求和处理，获取流经各节车体的电流总值，计算采集各保护接地点的电流值时各节车应承担的均分电流量的标准值，并根据其获取各节车体电流偏差值；

S4：判断电流偏差值是否符合要求，即各节车体电流偏差值是否大于容许误差参数，若是则根据各节车体电流偏差值的大小和正负，获取车体进行电流重新分配所应调整的电流大小和电流流向，并找到对应涉及的车体编号，进入步骤S5，否则结束控制，等待下一次电流采集；

S5：根据车体编号、调整的电流大小和电流流向，以及预设的动作速率，调整对应的可变电阻器，并向数据处理单元反馈动作后的电流检测结果，返回步骤S4；

所述调整的电流大小和电流流向为各节车体电流偏差值的大小和方向。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，各节车体电流偏差值的计算公式为：

ΔI_n＝I_n-I'

式中，ΔI_n为各节车体电流偏差值，即该时刻下各车电流实际值与均分电流量标准值之间的偏差；I_n为流经各节车体上的电流总值；I'为该时刻下各节车应承担的均分电流量的标准值。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述该时刻下各节车应承担的均分电流量的标准值的计算公式为：

式中，为高速列车流经所有车体的总电流值；n为车体编号；N为车体总数。