[发明专利]一种高铁站场内电弧烧损钢轨绝缘节的暂态过程分析方法

摘要

本发明公开了一种高铁站场内电弧烧损钢轨绝缘节的暂态过程分析方法，具体为将轮对跨接切断点绝缘节的过程分为三个暂态过程，分别是轮对到达切断点、跨接切断点两侧钢轨、离开切断点后侧钢轨产生电弧；根据每个暂态过程中牵引网、动车组、钢轨的电气结构，分别建立对应的等效电路状态空间模型；分别列写对应的时变状态方程，把各个暂态过程的电气参数分别代入状态方程中，计算得到轮对过站场钢轨绝缘节时电气参数瞬态变化情况。本发明为研究和解决高速铁路站内钢轨绝缘节电弧烧损现象提供依据和参考，且对于研究牵引供电系统中其他非线性时变的电磁暂态过程同样适用。

主权项

一种高铁站场内电弧烧损钢轨绝缘节的暂态过程分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将轮对跨接切断点绝缘节的过程分为三个暂态过程，分别是轮对到达切断点、轮对跨接切断点两侧钢轨、轮对离开切断点后侧钢轨产生电弧；第一暂态过程分析轮对到达切断点前绝缘节两端电位差；第二暂态过程分析轮对跨接切断点两侧钢轨后，流过切断点绝缘节的牵引电流；第三暂态过程分析轮对离开切断后侧钢轨产生的电弧电压及电流特征；步骤2：根据每个暂态过程中牵引网、动车组、钢轨的电气结构，分别建立对应的等效电路状态空间模型；建立的等效电路状态空间模型由n个R、L、C、G构成的π型单元串联而成，R、L、C、G分别代表给定长度钢轨的电阻、电感、对地电容和泄漏电导；所述π型单元为：电感L、电阻R、对地电容C串联，对地电容C并联泄漏电导G，所述泄漏电导G两端连接下个单元；步骤3：选择钢轨线路的电压和电流为系统的状态变量，由轮对注入钢轨的牵引回流为系统的输入变量，基于每个暂态过程的等效电路状态空间模型，选取状态变量，列写对应的状态方程：x·(t)=Ax(t)+Bu(t)]]>式中：x(t)表示系统的状态变量矩阵，表示的x(t)导数矩阵，u(t)表示系统的输入变量矩阵，A和B分别表示等效电路状态空间模型的系统矩阵和输入矩阵；步骤4：确定各个暂态过程的电气参数并代入步骤3中列写的状态方程中，具体为牵引回流确定系统输入变量，牵引回流汇入钢轨的位置与牵引变电所间距离确定n，钢轨的电阻、电感、对地电容和泄漏电导确定系统矩阵和输入矩阵，然后在Matlab中求解状态方程得到钢轨电压值和电流值。