[发明专利]轨道车辆屏蔽接地系统及其布线方法、轨道车辆

权利要求书

1.一种轨道车辆屏蔽接地系统布线方法，其特征在于，包括：

构建轨道车辆的蒙皮、接地网及布线三维模型；

基于所述轨道车辆的材料阻抗参数及材料电气参数，由所述三维模型构建所述轨道车辆的电路模型及三维电磁仿真模型；

基于所述电路模型及所述三维电磁仿真模型，对所述轨道车辆的接地网及布线结构进行优化；

其中，为所述电路模型及所述三维电磁仿真模型赋予边界条件，以经由所述电路模型及所述三维电磁仿真模型分别提取杂散电流、电压分布及电磁场分布空间，其中，为所述电路模型及所述三维电磁仿真模型赋予边界条件，包括：对所述电路模型及所述三维电磁仿真模型输入设定电流，所述设定电流为轨道车辆现车在实际运行工况下所需的电流或者为所述轨道车辆在雷击工况下所接收的电流，其中，所述杂散电流为：轨道回流沿着轮对-轴端接地装置-构架-车体-接地电阻器或轮对-轴端接地装置-接地电阻器两条路径注入车体而存在于车体接地网的电流；

将经由所述电路模型及所述三维电磁仿真模型分别提取的杂散电流、电压分布及电磁场分布空间与轨道车辆现车实际工况进行相互验证；

在验证一致的情况下，基于提取的杂散电流、电压分布及电磁场分布空间，对所述轨道车辆的接地网及布线结构进行优化。

2.根据权利要求1所述的轨道车辆屏蔽接地系统布线方法，其特征在于，所述构建轨道车辆的蒙皮、接地网及布线三维模型，包括：

根据车体三维模型、既有车内外电气设备安装位置和线束，提取相应电气设备的接地点和走线路径，形成电气设备接地点和走线路径的空间分布结构；

基于所述空间分布结构，形成接地网拓扑结构；

将金属化增强碳纤维蒙皮模型耦合到所述拓扑结构中，并将布线模型集成到所述拓扑结构中，形成蒙皮、接地网及布线三维模型。

3.根据权利要求1所述的轨道车辆屏蔽接地系统布线方法，其特征在于，

所述材料阻抗参数至少包括接地网中每段汇流排的等效阻抗、每块蒙皮的金属屏蔽层的等效阻抗、以及轨道和大地的等效阻抗；所述材料电气参数至少包括介电常数及电导率。

4.根据权利要求1所述的轨道车辆屏蔽接地系统布线方法，其特征在于，所述基于所述电路模型及所述三维电磁仿真模型，对所述轨道车辆的接地网及布线结构进行优化，包括：

将接地网中的汇流排通过支架与车体固定；或者

在汇流排与车体接触面涂覆绝缘胶并将汇流排铆接固定在车体上。

5.根据权利要求1所述的轨道车辆屏蔽接地系统布线方法，其特征在于，所述基于所述电路模型及所述三维电磁仿真模型，对所述轨道车辆的接地网及布线结构进行优化，包括：

将所述轨道车辆中的线束走线调整为临近所述接地网中的汇流排进行布局。

6.根据权利要求1所述的轨道车辆屏蔽接地系统布线方法，其特征在于，所述基于所述电路模型及所述三维电磁仿真模型，对所述轨道车辆的接地网及布线结构进行优化，包括：

将所述接地网中的各接地位置调整为连接在所述接地网的横向汇流排上并与纵向汇流排间隔开。

7.根据权利要求1所述的轨道车辆屏蔽接地系统布线方法，其特征在于，所述基于所述电路模型及所述三维电磁仿真模型，对所述轨道车辆的接地网及布线结构进行优化，包括：

将所述轨道车辆中电气设备的每个设备接地点到车下接地电阻器位置所经过的路径长度设定为总电阻小于50mΩ，并将每个设备接地点的接地位置设置成临近所述接地网中的横向汇流排。

8.根据权利要求1所述的轨道车辆屏蔽接地系统布线方法，其特征在于，所述基于所述电路模型及所述三维电磁仿真模型，对所述轨道车辆的接地网及布线结构进行优化，包括：

在所述轨道车辆的车体承载结构件附近安装钛合金螺栓，并在所述钛合金螺栓的表面预涂覆导电胶；

将所述轨道车辆的车体承载结构件连接SPD浪涌保护器后与所述接地网连接。