[发明专利]一种动车组车体接地系统优化的设计和验证方法

权利要求书

1.一种动车组车体接地系统优化的设计和验证方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据牵引网-动车组的电气结构和接地系统，分析车体电压电流的源头和影响因素，确定需要考虑用于动车组接地系统优化分析的车-网等值模型的元件；

步骤2：建立不同工况下16种不同接地方式对应的车-网等值电路模型，所述16种不同接地方式包括四种不同的接地分布以及每种分布对应的四种接地电阻；

步骤3：通过车-网等值模型的仿真得到不同工况下16种不同接地方式对应的车体电压和车体电流，并计算相应的车体最大电压峰值和车体最大电流峰值；

步骤4：以降低各种工况下的车体过电压和车体过电流为目标，通过分析不同工况下接地方式对车体过电压电流普遍的影响规律设计多工况兼容的接地系统的优化方案；

步骤5：利用基尼系数法验证优化方案的有效性；

针对每一种工况，将步骤3分析的16种接地方式和步骤4设计的优化方案对应的车体最大电压峰值U_tbmax最高值和车体最大电流峰值I_tbmax最高值分别命名为U_k和I_k，k＝1、2、···、17；利用式(1)和式(2)计算Uⁱ和Iⁱ；

对于每一种工况，利用式(3)和式(4)分别计算Uⁱ、Iⁱ的基尼系数a_1i、a_2i；

通过和计算Uⁱ、Iⁱ的权重a_i、b_i；进而通过式(5)得到每种接地方式对应的安全风险指标k_i；

k_i＝a_i·Uⁱ+b_i·Iⁱ (5)

最后，根据步骤3仿真分析的不同工况下16种接地方式每一种对应的车体电压电流，计算相应的安全风险指标k_i，i＝1、2、···、16；并求k_i的平均值k₀；将k₀与接地优化方案对应的安全风险指标a进行对比；如果每种工况下的k₀都高于a，说明优化目的实现。

2.根据权利要求1所述的一种动车组车体接地系统优化的设计和验证方法，其特征在于，所述步骤1中车体电压电流的影响因素包括：

f1、工作接地系统和车体接地系统的接地方式；

f2、接触网与车体之间的容性耦合；

f3、车顶高压电缆与车体之间的容性耦合；

f4、车顶高压电缆、车体、动车组接地系统和轨道的参数；

f5、受电弓与车体之间的耦合电容和电压互感器等值电感。

3.根据权利要求1所述的一种动车组车体接地系统优化的设计和验证方法，其特征在于，所述步骤2中不同工况包括正常行驶、过单端堵轨道绝缘节、降弓、弓网振动离线燃弧、过车载自动电分相和多车同时发生弓网离线燃弧。