CN109212373A - 列车供电系统的接地故障诊断与绝缘检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及列车供电系统的接地故障诊断与绝缘检测方法及装置。一种DC600V列车供电系统的客车接地故障诊断方法包括：预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱，并建立接地故障模式与漏电流波形频谱的对应关系；当检测到客车的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形，并计算得到当前漏电流波形频谱；以及根据所述对应关系，确定与所述当前漏电流波形频谱对应的接地故障模式。

Description

列车供电系统的接地故障诊断与绝缘检测方法及装置

技术领域

本发明涉及电力列车技术领域，尤其涉及一种DC600V列车供电系统的接地故障诊断与绝缘检测方法、装置以及计算机可读存储介质。

背景技术

DC600V列车供电系统被列车大量应用。DC600V列车供电系统的中的接地故障保护装置是保障列车安全运行以及旅客人身安全的重要组成部分。

DC600V列车供电系统结构较为复杂，其电气上包括整流、直流、逆变等多个功能单元，空间上涉及机车、客车两个部分，因而存在多种接地故障模式。DC600V列车供电系统的应用环境也很复杂，往往应用在旅客列车上，而列车上人为因素较多，使得接地故障的不确定性增加。此外，DC600V列车供电系统运行安全要求高。由于该系统广泛应用于旅客列车，关系到旅客的生命财产安全，因而需要具有更准确灵敏的接地保护功能。这些因素导致现有接地故障诊断装置在现实应用中存在大量误报、漏报以及功能单一等问题。

DC600V列车供电系统空间上可以分为机车部分与客车部分，其中机车是采用电压法进行对地绝缘电阻的检测，而客车采用漏电流法进行对地绝缘电阻的检测。在实际工作中，由于设备老化、环境、人为等诸多因素的影响，机车、客车检测装置往往存在很多故障报警不一致等情况，给列车正常运营带来大量麻烦。这种故障报警不一致问题，目前尚未存在有效的解决方案。另外，传统供电故障检测装置不能便捷准确地诊断故障，不能有效提供故障点位置信息，这些缺陷在列车出厂调试、检修维护等工程实践中，给工作人员带来很大不便。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种DC600V列车供电系统的接地故障诊断与绝缘检测方法及装置，特别地能够实现对DC600V列车供电系统机车、客车接地故障主体确定功能。

在第一方面，本发明提供了一种DC600V列车供电系统的客车接地故障诊断方法，其特征在于，包括：预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱，并建立接地故障模式与漏电流波形频谱的对应关系；当检测到客车的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形，并计算得到当前漏电流波形频谱；以及根据所述对应关系，确定与所述当前漏电流波形频谱对应的接地故障模式。

在一实施例中，所述计算包括快速傅立叶变换。

在另一实施例中，所述预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱包括：通过仿真、理论分析或实测而获取客车在所述多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形；以及对所获取的漏电流波形进行快速傅立叶变换而得到所述漏电流波形频谱。

在第二方面，本发明提供了一种DC600V列车供电系统的机车、客车综合接地故障诊断方法，其特征在于，包括：利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立综合接地故障模式诊断表；以及当检测到列车供电系统的接地故障时，根据所述综合接地故障模式诊断表确定所检测到的接地故障的模式。

在一实施例中，所述利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立综合接地故障模式诊断表包括：预先获取在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱；建立接地故障模式与漏电流波形频谱和半电压波形频谱的对应关系；以及根据所述对应关系建立所述综合接地故障模式诊断表。

在另一实施例中，所述当检测到列车供电系统的接地故障时根据所述综合接地故障模式诊断表确定所述接地故障的模式包括：当检测到列车供电系统的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形和机车的当前半电压波形，并计算得到当前漏电流波形频谱和当前半电压波形频谱；以及根据所述综合接地故障模式诊断表，确定与所述当前漏电流波形频谱和所述当前半电压波形频谱对应的接地故障模式。

在另一实施例中，所述计算包括快速傅立叶变换。

在另一实施例中，所述利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立综合接地故障模式诊断表包括：预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱，并建立客车接地故障模式诊断表；预先获取机车在所述多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的半电压波形频谱，并建立机车接地故障模式诊断表；以及利用所述客车接地故障模式诊断表和所述机车接地故障模式诊断表建立所述综合接地故障模式诊断表。

在另一实施例中，所述当检测到列车供电系统的接地故障时根据所述综合接地故障模式诊断表确定所述接地故障的模式包括：当检测到列车供电系统的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形和机车的当前半电压波形频谱，并计算得到当前漏电流波形频谱和当前半电压波形频谱；根据所述客车接地故障模式诊断表确定与所述当前漏电流波形频谱对应的客车接地故障模式，并根据所述机车接地故障模式诊断表确定与所述当前半电压波形频谱对应的机车接地故障模式；以及根据所述综合接地故障模式诊断表，确定与所述客车接地故障模式和所述机车接地故障模式对应的接地故障模式。

在另一实施例中，所述DC600V列车供电系统的机车、客车综合接地故障诊断方法还包括：计算机车的当前接地电阻和客车的当前接地电阻，并比较二者的大小；以及利用所述比较的结果确定所检测到的接地故障的模式。

在第三方面，本发明提供了一种DC600V列车供电系统的机车、客车综合接地故障诊断装置，其特征在于，包括：存储器，用于存储利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立的综合接地故障模式诊断表；以及处理器，用于在检测设备检测到列车供电系统的接地故障时，根据所述综合接地故障模式诊断表确定所检测到的接地故障的模式。

在一实施例中，所述处理器还用于：计算机车的当前接地电阻和客车的当前接地电阻，并比较二者的大小；以及利用所述比较的结果确定所检测到的接地故障的模式。

在另一实施例中，所述DC600V列车供电系统的机车、客车综合接地故障诊断装置还包括：人机交互接口，用于由用户输入数据到所述存储器和所述处理器以及向所述用户输出所述处理器的处理结果。

在第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，其中存储有当被计算机执行时适于实施如上所述的方法的指令。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及说明书附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为DC600V列车供电系统的示意图。

图2为机车半电压检测的原理示意图。

图3a-3f示出了不同接地故障模式下的示例性半电压波形频谱。

图4为客车漏电流检测的原理示意图。

图5a-5f示出了不同接地故障模式下的漏电流信号的示例波形及频谱。

图6示出了机车接地电阻与频谱各成分的定量关系。

图7示出了机车接地电阻与基准谐波之间的关系。

图8示出了负载电阻与频谱之间的关系。

图9示出了负载电阻与基准谐波之间的关系。

图10示出了相关谐波成分与等效绝缘电阻之间的定量关系。

图11a、11b为直流接地模式下的等效绝缘电阻的定量计算的原理示意图。

图12为交流接地模式下的等效绝缘电阻的定量计算的原理示意图。

图13a、13b、13c为图12的原理图的简化图。

图14为综合接地故障诊断装置的数据分析流程图。

图15为综合接地故障诊断装置的工作模式控制流程图。

图16为在线检测模式的流程图。

图17为离线分析模式的流程图。

图18为综合诊断算法的流程图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

图1为DC600V列车供电系统的示意图。DC600V列车供电系统贯穿整个列车，主要包括机车侧的整流单元、DC600V输出干线、客车侧的DC600V干线、客车侧逆变输出单元及其负载等。不同部位发生接地故障时产生不同的故障模式。

供电系统线路对地等效绝缘电阻，等效于各点发生接地故障时的接地电阻，下文统称为接地电阻。将不同点绝缘电阻下降或线路发生接地而导致故障发生的故障形式，统称为接地故障。也就是说，通过研究接地电阻计算就能等效实现对供电系统的对地绝缘电阻的计算。

机车、客车接地故障报警一致性差的原因在于DC600V列车供电系统存在多种接地故障模式，而机车、客车不能综合对不同的接地故障模式进行准确识别，难以准确判定故障主体、故障位置，往往出现故障判定不一致问题。

本发明的接地故障诊断方法对列车进行整体分析，综合分析机车半电压、客车漏电流信号，从而进行综合性的故障检测、诊断。

首先，介绍根据本发明一实施例的机车接地故障诊断方法。

图2为机车半电压检测的原理示意图。图2中以虚线框区分了机车侧和客车侧。机车供电系统通过电压法进行对地绝缘电阻(接地电阻)的检查。如图2所示，R1、R2、R3是中点接地保护电路，机车通过检测SV2(即，第二电压传感器)为半电压信号进行故障诊断。DC600V列车供电系统的主要接地故障位置包括：整流侧(图2中箭头所示的1点、2点)、电抗器前端(3点)、DC600V直流干线(机车内的4点、5点以及客车内的4-n点、5-n点，其中n表示客车的第n车厢)、客车n车厢内逆变输出侧(6-n点、7-n点、8-n点；因为各相对称，下文仅以6-n点为例进行说明，其代表6-n点、7-n点或8-n点)。不同位置接地，产生不同的故障模式。

针对每种接地故障模式，通过仿真、理论分析或实测等手段，得到机车内半电压的波形。对波形进行FFT(快速傅里叶变换)分析、性质分析，得到每种接地故障模式对应半电压的某些固有特征。基于该特征进行模式识别及接地电阻的定量计算。

具体而言，首先，对于采集到的半电压波形信号，进行FFT分析，得到半电压波形频谱。图3a-3f示出了不同接地故障模式下的示例性半电压波形频谱。图3a-3f中具体示出了上述1点、2点、3点、4点、6-n点发生接地故障时的示例性半电压波形频谱以及正常状态下的半电压波形频谱。其中，图3a的接地点为电抗器前端，即上述3点；图3b的接地点为整流侧正端，即上述1点；图3c的接地点为整流侧负端，即上述2点；图3d的接地点为不含三相变压器逆变侧，即上述6-n点；图3e对应正常状态；图3f的接地点为直流正端，即上述4点。上述5点、4-n点、5-n点发生接地故障时的半电压波形频谱与4点发生接地故障时的半电压波形频谱类似，故未示出。可见，不同接地故障模式之间的半电压频谱具有明显差异。根据这些差异特征，通过设定阈值或其他模式识别方法实现不同接地故障模式的分离，可以得到当前接地故障模式，即确定出是上述1点、2点、3点、4点、5点、4-n点、5-n点、6-n点中的哪个点发生接地故障。

根据实际接地故障点位置，可以建立机车接地故障模式诊断表，即下表1。

表1

序号	实际接地故障点位置	接地故障模式
			1	1点	机1类
2	2点	机2类
			3	3点	机3类
4	4点或4-n点	机4类
			5	5点或5-n点	机5类
6	6-n点、7-n点、8-n点	机6类

接下来，介绍根据本发明一实施例的客车接地故障诊断方法。

目前，传统接地保护、绝缘检测装置主要通过漏电流对直流接地故障(客车内部1点、2点，即上述4-n点、5-n点接地)进行研究，当漏电流达到某固定阈值时即进行漏电流保护动作，如切断客车供电主接触器。传统分析方法没有充分考虑逆变输出端AC380V接地模式情况，其阈值、检测方法必然与直流接地模式不同。这必然导致接地保护不准确，会导致客车接地报警误报、漏报等问题。

本发明采用了一种新型的漏电流法客车故障诊断方法。图4为客车漏电流检测的原理示意图。如图4所示，主要故障位置包括：DC600V输入干线(4-n点、5-n点，即客车1点、2点)、逆变AC380V输出(6-n点、7-n点、8-n点，即客车3点；因为各相对称，下文仅以6-n点为例进行说明，其代表6-n点、7-n点或8-n点)。图4中虚线框最上方为模拟泄漏电流试验装置，其中R为可调电阻，用于模拟漏电检查。

针对每种接地故障模式，通过仿真、理论分析或实测等手段，得到客车内漏电流的波形。对波形进行FFT分析、性质分析，得到每种接地故障模式对应漏电流的某些固有特征。基于该特征进行模式识别及接地电阻的定量计算。

图5a-5f示出了不同接地故障模式下的漏电流信号的示例波形及频谱。图5a-5f中具体示出了上述4-n点、5-n点和6-n点发生接地故障时的示例性漏电流信号波形及频谱。其中，图5a、5b分别示出了接地点为AC380侧(即，6-n点)的波形和频谱；图5c、5d分别示出了接地点为DC600+侧(即，4-n点)的波形和频谱；图5e、5f分别示出了接地点为DC600-侧(即，5-n点)的波形和频谱。可见，不同接地故障模式之间的漏电流波形频谱具有明显差异。

如图5a-5f所示，4-n点与5-n点的波形的直流成分幅值是一样的，但是方向是相反的；并且4-n、5-n点与6-n点频谱具有较大差异。具体诊断步骤如下：

(1)故障检测：正常工作状态下，漏电流理论为0。通过设定合理阈值，使在规定的接地电阻大小范围内，上述三种接地故障模式中的任意一种发生时，都能触发故障检测，然后进行故障识别。

(2)故障识别：通过分析不同接地故障模式对应的频谱之间的特征差异，首先能够准确地从上述三种接地故障模式中识别出6-n点接地故障模式。一种典型的实施例是判断直流成分与1次谐波成分的大小关系，利用该特征能准确地从三种接地故障模式中识别出6-n点接地故障模式。然后，可以利用阈值法及漏电流方向判断能识别出4-n点和5-n点。最终实现三种故障模式的识别。然后进行接地电阻的定量计算。

(3)定量计算：利用下文中将描述的原理，不同的接地故障模式利用不同的算法计算出接地电阻大小，根据规定的接地电阻大小的正常工作范围判断当前是否发生接地故障。为进一步提高故障判断的准确性，还可以使用其他技术手段，如故障持续时间判断、去噪、滤波等。

根据实际接地故障点位置，可以建立客车接地故障模式诊断表，即下表2。

表2

接着，介绍根据本发明一实施例的机车等效绝缘电阻的定量计算。

通过拟合方法得到对地电阻与谐波幅值、直流分量之间的定量关系，即可到得等效绝缘电阻的计算公式。

以上述接地点中的一点接地为例，通过理论仿真分析或实测，确定接地电阻与频谱各成分直接的定量关系，如图6所示。

图7示出了接地电阻与基准谐波之间的关系。

通过图6和图7的结果可以得到如下结论：

1)对于该点接地情况，直流分量、各谐波成分之间的比例基本没有变化，具有较稳定的数值。这说明通过频谱的方法分离不同的接地模式不受接地电阻大小影响。

2)基波幅值与接地电阻之间具有明显的相关性，可以进行拟合得到该点接地模式下，对地等效绝缘电阻的计算公式。

根据结论2中的定量关系可以得到800Ω、2000Ω等特定点的阈值，可以实现接地保护功能。

然后分析负载对半电压波形频谱的影响。仍以该点为例，结果如图8、图9所示。图8示出了负载电阻与频谱之间的关系。图9示出了负载电阻与基准谐波之间的关系。

通过图8和图9的结果可以得到结论如下：负载对频谱影响较小，各成分均在很小范围内变化，基本维持不变。这说明在不同负载情况下，本发明的故障分离方法、对地绝缘电阻定量公式均具有适用性。

根据上述结论，对接地电阻与谐波的相关成分进行拟合，可以得到它们之间的定量描述公式。

图10示出了相关谐波成分与等效绝缘电阻之间的定量关系。

示例性的拟合的结果为：

公式:f(x)＝a*exp(b*x)

置信区间:95％

a＝9120(8804,9436)

b＝-0.005971(-0.006109,-0.005833)

相关系数R-square:0.9985。

那么，首先利用半电压谐波分析，根据频谱之间的比例特性进行故障模式的分离，然后根据不同接地故障模式的相关谐波成分与对地绝缘电阻之间的拟合后的公式，即可完成机车等效绝缘电阻的定量计算。

接下来，介绍根据本发明一实施例的客车等效绝缘电阻的定量计算。

图11a、11b为直流接地模式(即，4-n点接地模式和5-n点接地模式)下的等效绝缘电阻的定量计算的原理示意图。图11a对应4-n点接地模式，即DC600+接地模式，图11b对应5-n点接地模式，即DC600-接地模式。

如图11a、11b所示，接地发生时，假定漏电流的正方向为I_leak；其中R₁、R₂为固定值：R₁＝600；R₂＝750；U_dc的正常电压为U_dc＝600；计算得到DC600+接地模式下，漏电流I_leak为式(1)所示，利用漏电流的计算公式得到R_jd为式(2)所示:

计算得到DC600-接地模式下，漏电流I_leak为式(3)所示，利用漏电流的计算公式得到R_jd为式(4)所示:

图12为交流接地模式(即，6-n点、7-n点、8-n点接地模式)下的等效绝缘电阻的定量计算的原理示意图。

由于6-n、7-n、8-n点接地相互对称，以下均以6-n点为例进行说明。利用FFT分析频谱信息，只研究其交流回路情况，无需考虑直流分量。图4中的SVPWM模块可以等效为图12中的电压控制电压源(VCVS)。图12中的两个电容C都很大，理想化为无穷大，因而对交流回路等效于完全导通。根据等效定理，只考虑交流分量，于是图12的原理图可简化为图13a的原理图。将电阻串并联进行简化，该原理图可进一步简化为图13b。根据叠加定理，Ub、Uc对漏电流无贡献，于是该原理图可继续简化为图13c，也就是说空调电源负载大小对漏电流无影响。

AC380V侧交流接地模式下，因为只分析其中交流成分，计算得到的漏电流只是其中的交流成分。交流成分漏电流及利用漏电流计算的接地电阻R_jd如以下式(5)、式(6)所示:

其中I_base为频谱基波幅值。通过仿真分析漏电流基波幅值与式(5)完全吻合。根据式(5)可推论，漏电流基波幅值与负载无关，只与接地电阻大小有关，且存在式(5)的定量关系，即交流接地故障引入交流成分，其大小与接地电阻大小有关。

通过上述过程可得到漏电流成分与接地电阻之间的定量、定性的关系。

不限于理论分析，通过实测、仿真等其他手段均可获取漏电流频谱与接地电阻大小之间的关系数据，然后进行拟合、插值等也能得到式(2)、(4)、(6)这种定量关系，这些都在本发明的范围内。

接下来，介绍根据本发明一实施例的列车综合接地故障诊断方法。

通过综合分析上述的机车、客车接地故障模式诊断表，即表1、表2，可建立列车综合接地故障模式诊断表，如以下表3所示。例如，若机车侧通过分析半电压波形判断发生“机4类”接地故障，而客车侧通过分析漏电流波形判断发生“客1类”接地故障，则列车综合判断结果为客车(n号车厢)内的4-n点位发生接地故障。

表3

注意：NULL表示诊断为无故障。

如表3所示，每一种接地故障模式唯一对应一种机车、客车故障模式组合，从而可以判断出是哪个位置发生接地故障。通过上述半电压、漏电流之间的综合分析可实现，DC600V列车供电系统中机车和客车中的主要点位接地故障的准确诊断。

上述方法通过分别建立机车、客车接地故障模式诊断表，然后将二者结合分析而得到列车综合接地故障模式诊断表。

在另一实施例中，列车综合接地故障模式诊断表不是通过结合分析上述的机车、客车接地故障模式诊断表建立的，而是利用以下方式建立的：

预先获取在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱；

建立接地故障模式与漏电流波形频谱和半电压波形频谱的对应关系；以及

根据所述对应关系建立所述综合接地故障模式诊断表。

这样，直接根据半电压波形频谱和漏电流波形频谱判断接地故障模式，并计算接地电阻大小。

传统故障检测方法采用固定阈值，没有考虑机车、客车阈值设定的实际偏差问题，易导致机车、客车发生报警不一致问题，例如出现这样的情况：机车侧判定客车发生漏电、接地，而客车侧判定客车漏电流并没有达到阈值，没有报警。

本发明中，对于直流接地故障、客车逆变侧接地故障等故障模式，机车、客车检测装置都计算出当前接地电阻大小，并在接地电阻维度上进行故障判定，两个接地电阻大小相差在合理误差内，那么就利用上述列车综合接地故障诊断方法综合判定故障模式。这样将避免由于固定阈值问题导致的故障报警不一致问题，降低误判、漏判概率，提高系统的稳健性和稳定性。

本发明还公开了一种列车供电系统的接地故障诊断装置。

根据一实施例的DC600V列车供电系统的机车、客车综合接地故障诊断装置包括：存储器，其用于存储利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立的综合接地故障模式诊断表；以及处理器，其用于在检测设备检测到列车供电系统的接地故障时，根据所述综合接地故障模式诊断表确定所检测到的接地故障的模式。

所述处理器还可以用于：计算机车的当前接地电阻和客车的当前接地电阻，并比较二者的大小；以及利用所述比较的结果确定所检测到的接地故障的模式。

所述装置还可以包括人机交互接口，用于由用户输入数据到所述处理器以及向所述用户输出所述处理器的处理结果。

本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其中存储有当被计算机执行时适于实施如上所述的方法的指令。

根据接地故障诊断装置的另一实施例，通过数据接口访问数据库、获取数据包或直接采集电气信号进行模数转换，得到机车半电压和客车漏电流信号数据，并可获取用户利用人机接口输入的控制信息、设置信息等，从而实现对上述数据源进行故障分析，给出DC600供电系统的接地故障诊断结果。所述结果包括接地故障类型、接地电阻大小(对地等效绝缘电阻)等。

接地故障诊断装置的另一种典型实施方式是一种存储介质，其上存储有用于实施如上所述的接地故障诊断方法的计算机软件程序。通过计算机通用的人机交互部接口，利用通用的网口、串口等标准接口进行在线数据的获取，或者通过访问数据库、文件系统等方式获取机车半电压、客车漏电流的数据波形。上述计算机软件程序通过软件界面提供用户设置分析对象及数据源的一种途径，实现数据属性设置、列车属性设置等。人机交互接口的一种典型实施方式是计算机显示器及键盘、鼠标等，通过菜单、按钮等软件界面在显示器上打印以及输入设备的用户输入信息获取，实现人机交互。用户通过界面，设置数据属性、列车属性、分析方式，并控制分析流程，最终所述装置能给出诊断结果。

接地故障诊断装置的另一种典型实施方式是一种嵌入式系统，在该嵌入式系统中应用本发明公布的算法。针对嵌入式系统可通过诸如以太网通信、串口通信等多种通信手段，最终利用个人电脑或其他通用PC机实现人机交互。

根据本发明一实施例的接地故障诊断装置的数据分析流程如图14所示。

用户可以通过装置设置列车的属性，属性包括但不限于：列车的客车数量、客车逆变单元的特性、供电系统冗余等数值。可以实现用户对分析对象的准确设定。

获取波形数据途径可以是在线实时的数据或者是离线的历史数据。通过人机交互接口可以对数据源的数据属性进行设置，设置内容包括但不限于：数据源的采样频率、调理系数、插值、抽样等选项内容。装置能根据用户设置的数据属性对数据源获取到的数据进行转换、整定。对于离线的历史数据分析，一种典型的实施方式是利用带文件系统的嵌入式或非嵌入式的操作系统，通过其文件系统实现离线历史数据的存取。

装置根据列车的属性信息，将整定后的波形数据进行FFT分析，获得对应波形的频谱数据。利用前述机车、客车综合分析方法进行模式识别及定量计算方法得到接地模式，实现故障诊断，并计算得到接地电阻，并通过人机交互接口将结果反馈给用户。

综合接地故障诊断装置的工作模式控制流程图如图15所示。

完成装置系统设置后，可以选择在线检测模式、离线分析模式、分析调试模式等。在线检测模式的流程图如图16所示。离线分析模式的流程图如图17所示。

图18示出了根据本发明一实施例的综合诊断算法的流程图。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (15)

1.一种DC600V列车供电系统的客车接地故障诊断方法，其特征在于，包括：

预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱，并建立接地故障模式与漏电流波形频谱的对应关系；

当检测到客车的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形，并计算得到当前漏电流波形频谱；以及

根据所述对应关系，确定与所述当前漏电流波形频谱对应的接地故障模式。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述计算包括快速傅立叶变换。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱包括：

通过仿真、理论分析或实测而获取客车在所述多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形；以及

对所获取的漏电流波形进行快速傅立叶变换而得到所述漏电流波形频谱。

4.一种DC600V列车供电系统的机车、客车综合接地故障诊断方法，其特征在于，包括：

利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立综合接地故障模式诊断表；以及

当检测到列车供电系统的接地故障时，根据所述综合接地故障模式诊断表确定所检测到的接地故障的模式。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立综合接地故障模式诊断表包括：

预先获取在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱；

建立接地故障模式与漏电流波形频谱和半电压波形频谱的对应关系；以及

根据所述对应关系建立所述综合接地故障模式诊断表。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述当检测到列车供电系统的接地故障时根据所述综合接地故障模式诊断表确定所述接地故障的模式包括：

当检测到列车供电系统的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形和机车的当前半电压波形，并计算得到当前漏电流波形频谱和当前半电压波形频谱；以及

根据所述综合接地故障模式诊断表，确定与所述当前漏电流波形频谱和所述当前半电压波形频谱对应的接地故障模式。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，

所述计算包括快速傅立叶变换。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立综合接地故障模式诊断表包括：

预先获取客车在多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的漏电流波形频谱，并建立客车接地故障模式诊断表；

预先获取机车在所述多个接地故障模式中的每个接地故障模式下的半电压波形频谱，并建立机车接地故障模式诊断表；以及

利用所述客车接地故障模式诊断表和所述机车接地故障模式诊断表建立所述综合接地故障模式诊断表。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述当检测到列车供电系统的接地故障时根据所述综合接地故障模式诊断表确定所述接地故障的模式包括：

当检测到列车供电系统的接地故障时，采集客车的当前漏电流波形和机车的当前半电压波形频谱，并计算得到当前漏电流波形频谱和当前半电压波形频谱；

根据所述客车接地故障模式诊断表确定与所述当前漏电流波形频谱对应的客车接地故障模式，并根据所述机车接地故障模式诊断表确定与所述当前半电压波形频谱对应的机车接地故障模式；以及

根据所述综合接地故障模式诊断表，确定与所述客车接地故障模式和所述机车接地故障模式对应的接地故障模式。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述计算包括快速傅立叶变换。

11.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

计算机车的当前接地电阻和客车的当前接地电阻，并比较二者的大小；以及

利用所述比较的结果确定所检测到的接地故障的模式。

12.一种DC600V列车供电系统的机车、客车综合接地故障诊断装置，其特征在于，包括：

存储器，用于存储利用客车的漏电流波形频谱和机车的半电压波形频谱预先建立的综合接地故障模式诊断表；以及

处理器，用于在检测设备检测到列车供电系统的接地故障时，根据所述综合接地故障模式诊断表确定所检测到的接地故障的模式。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：

计算机车的当前接地电阻和客车的当前接地电阻，并比较二者的大小；以及

利用所述比较的结果确定所检测到的接地故障的模式。

14.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，还包括：

人机交互接口，用于由用户输入数据到所述存储器和所述处理器以及向所述用户输出所述处理器的处理结果。

15.一种计算机可读存储介质，其中存储有当被计算机执行时适于实施如权利要求1-11中任一项所述的方法的指令。