[发明专利]一种城市轨道交通接触网对钢轨故障的定位方法

权利要求书

1.一种城市轨道交通接触网对钢轨故障的定位方法，其特征是包括以下步骤：

S1，做出城市轨道交通接触网对钢轨的等效电路图；

将供电区间m端与n端之间的上下行接触网等效为两条并联的接触网等效线路，长度为D，两端为a节点和b节点，Rc、Lc分别为接触网等效线路的电阻、电感；

同样，将供电区间m端与n端之间的钢轨等效为一钢轨等效线路，长度为D，两端为m端与n端，Rr、Lr分别为钢轨等效线路的电阻、电感；

m端供电系统为依次串联的Ueqm、Reqm和Leqm，Leqm端和Ueqm端分别连接接触网等效线路的a节点和钢轨等效线路的m端；

n端供电系统为依次串联的Ueqn、Reqn和Leqn，Leqn端和Ueqn端分别连接接触网等效线路的b节点和钢轨等效线路的n端；

其中：Ueqm、Reqm和Leqm为m端供电系统的电源、内电阻和内电感；Ueqn、Reqn和Leqn为n端供电系统的电源、内电阻和内电感；

S2，计算故障点离m端和n端的距离；

设：在上行或下行接触网等效线路与钢轨等效线路之间，发生相互接触故障，接触网等效线路故障点为c、钢轨等效线路故障点为d；且c点和d点之间的过渡电阻为Rf；

x为故障点c点(或d)距离a节点距离与故障区间长度(令为1)的比值，则：a节点至c点的接触网等效线路电阻、电感分别为x Rc、xLc；c点距离b节点的接触网等效线路电阻、电感分别为(1-x)Rc、(1-x)Lc；a节点至c点的钢轨等效线路电阻、电感分别为x Rr、xLr；c点距离b节点的钢轨等效线路电阻、电感分别为(1-x)Rr、(1-x)Lr；

按等效电路图，并根据基尔霍夫第一定律：

在节点a处：

i_da＝i_ac+i_ab……………………...(1)

在节点b处：

i_db＝i_bc+i_ba…….……………….(2)

由发生故障的上行或下行接触网等效线路与钢轨等效线路回路，根据基尔霍夫第二定律可得：

结合方程(1)、(2)、(3)，整理可得：

方程(4)为故障点距离m端距离与故障区间长度(就是1)的比值的计算方程；故障点离m端的距离为：

D_mf＝x_mf*D……………………(5)

将方程(4)代入方程(5)可得：

方程(6)为故障点离m端的距离计算公式；

将方程(4)中的x_mf换算成1-x_nf，可得：

故障点离n端的距离为：

D_nf＝x_nf*D…………………………………………(8)将方程(7)代入方程(8)中可得：

方程(9)为故障点离n端的距离计算公式；

公式中：

x_mf、x_nf为故障点离m、n两端的距离与故障区间长度的比值；

u+-m、u+-n为m、n两端接触网对钢轨的电压；

iac为节点a到节点c的电流；

ibc为节点b到节点c的电流；

iab为节点a到节点b的电流；

iba为节点b到节点a的电流。