[发明专利]一种考虑趋肤效应影响的钢轨等效电阻计算方法

权利要求书

1.一种考虑趋肤效应影响的钢轨等效电阻计算方法，其特征在于，包括：

采用等效截面法将钢轨的不规则截面等效为圆柱形导体截面，获取钢轨等效圆柱形导体半径；

将包含多频率成分的轨道电流分解为不同频率叠加的周期性间隔的傅里叶级数形式，得到每个频率的钢轨电流；

基于每一频率的钢轨电流根据趋肤效应定义的趋肤深度和钢轨等效圆柱形导体半径计算出每个频率下钢轨的趋肤效应等效电阻；

基于涡流损耗平衡原理将所有频率下钢轨的趋肤效应等效电阻求和，得到钢轨电流整体激励下的钢轨等效电阻。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的采用等效截面法将钢轨的不规则截面等效为圆柱形导体截面，获取钢轨等效圆柱形导体半径，包括：

采用等效截面法将钢轨的不规则截面等效为圆柱形导体截面，根据钢轨的圆柱形导体截面面积计算出钢轨等效圆柱形导体半径；

其中，A为钢轨的圆柱形导体截面面积，r为钢轨等效圆柱形导体半径。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的将包含多频率成分的轨道电流分解为不同频率叠加的周期性间隔的傅里叶级数形式，得到每个频率的钢轨电流，包括：

将包含多频率成分的钢轨电流看作以发车间隔时间为周期的周期性电流，将轨道电流分解为不同频率叠加的周期性间隔的傅里叶级数形式，该傅里叶级数形式中的第n次谐波分量的有效值对应第n个频率的钢轨电流，如式(2)所示：

其中，I_r为钢轨电流，I_dc为钢轨电流中的直流分量，I_n为钢轨电流中n次谐波分量的有效值，为n次谐波分量的初始相角。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的基于每一频率的钢轨电流根据趋肤效应定义的趋肤深度和钢轨等效圆柱形导体半径计算出每个频率下钢轨的趋肤效应等效电阻，包括：

基于每一频率的钢轨电流根据趋肤效应定义的趋肤深度和钢轨等效圆柱形导体半径计算出每个频率下钢轨的趋肤效应等效电阻；如式(3)、(4)和(5)所示：

其中，R_dc为直流条件下测得的钢轨电阻值，为第n次谐波下的趋肤效应等效电阻的修正系数，Δ_n为第n次谐波下的趋肤深度，γ为材料的电导率，μ为材料的磁导率，ω为电角速度，表示第n个频率下钢轨的趋肤效应等效电阻。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的基于涡流损耗平衡原理将所有频率下钢轨的趋肤效应等效电阻求和，得到钢轨电流整体激励下的钢轨等效电阻，包括：

基于涡流损耗平衡原理，将所有频率下钢轨的趋肤效应等效电阻求和，得到考虑趋肤效应影响的钢轨电流整体激励下的钢轨等效电阻R_eff；如式(6)所示：

I_rms为包含全部频率的钢轨电流的总有效值。