WO2023016467A1

WO2023016467A1 - 一种减少地铁走行轨供电回流产生迷流的方法

Info

Publication number: WO2023016467A1
Application number: PCT/CN2022/111226
Authority: WO
Inventors: 史蒂文·庞; 马俊
Original assignee: 史蒂文·庞; 大卫·马; 马俊
Priority date: 2021-08-13
Filing date: 2022-08-09
Publication date: 2023-02-16
Also published as: EP4385810A1; EP4385810A8; JP2024531255A; CN113910989A

Abstract

一种减少地铁走行轨供电回流产生迷流的系统和方法，适用于直流供电的地铁列车采用的轨道回流的供电系统，采用并联电感、超级电容、IGBT开关、接触器等形成的连接支路，并通过智能控制电流的导通及流动方向，对回流的谐波成份进行有效的滤波，可有效减少列车的逆变器开关电路带来的谐波产生的迷流谐波成份向走行轨道自身之外的泄漏，防止发生电化学腐蚀危害其他设施设备。

Description

一种减少地铁走行轨供电回流产生迷流的方法

技术领域：

本发明涉及并适用于直流供电的地铁列车采用的轨道回流的供电系统，发明中的方案可有效减少列车的逆变器开关电路带来的谐波产生的迷流谐波成份向走行轨道自身之外的泄漏，而发生电化学腐蚀危害其他设施设备。

背景技术：

见图1；

现有技术是设法减少迷流量，包括：降低走行轨轨电位，加强直流供电设备及走行轨的对地绝缘，设置迷流收集网，逐层屏蔽，利用迷流的首经通路(即道床结构钢筋)，形成第一道屏蔽网，防止迷流向道床外部泄漏；将隧道结构钢筋连通形成第二道屏蔽网，防止迷流向隧道外部泄漏，危害其他设施，但这些措施仍无法好的解决迷流外泄的问题。

现今世界各大城市的地铁迷流危害现状是：地铁周围的埋地金属管道，通讯电缆外皮以及车站和区间隧道主体结构中的钢筋，甚至对周边的高楼大厦地基中的钢筋造成电化学腐蚀。这种电化学腐蚀不仅能缩短金属管线的使用寿命，还会降低地铁钢筋混凝土主体结构的强度和耐久性，甚至酿成灾难性事故，这是全世界地铁的通病。

面对已建成开通的线路及对正在建设的新线路而言，现实的迷流腐蚀危害状况无法改变，对迷流源头，即走行轨自身的滤波没有任何措施，现今的分析理论都从纯直流电的概念来进行分析，但列车的逆变器是IGBT组成的开关电路，列车刚启动的基波是接近正弦波，还有控制上的异步调制到同步调制及同步调制中用高数的矩形波替代正弦波，最后用一个方波替代半个正弦波，这些过渡点还出现异常振荡的收敛过程，所以三相同一时刻做不到平衡，实测亦是如此。因此，泄漏迷流由直流和交流的两个分量组成，走行轨长数十公里与汇流排及道床的钢筋结构网形成了一个大的电容。轨道是正极，大地是负极，就算绝缘做的再好，由于道床结构钢筋对应支撑轨道的强度要求带来的间距较小，I(迷流)＝V(轨道)·ω·C，对谐波成份而言，C值大也近似对地短路，而且迷流传到下一级屏蔽网后，还是谐波成份，依然形成外传泄漏，是迷流控制不住外泄的重要原因。常用的6辆编组列车的回流峰值可达3000安培，迷流虽仅占一小部分，但其绝对值仍然不小，迷流中的谐波成份危害性更大。在列车运行后、轨道升温后或潮湿等因素(会蒸发水分)，轨道与轨基础的纯电阻会变大而迷流的直流分量减少，可迷流的交流分量则不会改变。

现有较有效的解决方法是采用第三轨回流，电流回流不流经走行轨，但成本极高，更关键是已建成的轨道线路根本无法改造。

发明内容：

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于首次对走行轨自身进行可行有效的滤波，从源头上减少了轨道自身回流的谐波成份，从而减少迷流外泄。

为达到以上目的，本发明采取的技术方法是：

一种减少地铁走行轨供电回流产生迷流的方法，对作为迷流源的走行轨自身的回流谐波成份采用及实施滤波方法，在保持走行轨物理钢轨连续不变的状态下，采用并联电感、超级电容、IGBT开关、接触器的连接支路，通过对IGBT开关与接触器触点的控制，使超级电容放电，形成电压阻断并联轨段的正向导流，迫使电流走电感、超级电容、IGBT开关、接触器串联构成的并联支路，对回流的谐波成份进行有效的滤波；在走行轨物理钢轨非连续的状态下，采用绝缘接头同时并联电感，对回流的谐波成份进行有效的滤波。

一种减少地铁走行轨供电回流产生迷流的系统，包括滤波连接单元1、滤波连接单元2(选择性使用)、滤波连接单元3；

所述滤波连接单元1于列车5停止在车站站台时列车尾端的走行轨轨腰处电连接，与走行轨并联；

其中，滤波连接单元1的走行轨第一连接线101端于列车5停止在车站站台时列车尾端的走行轨处与走行轨连接，通过走行轨连接到变电所8的负极端；滤波连接单元1的走行轨第二连接线102端于列车5停止在车站站台时列车尾端的走行轨处与走行轨连接，通过走行轨连接到变电所7的负极端，构成并联支路；

滤波连接单元2于列车5停止在车站站台时列车头端的走行轨轨腰处电连接，与走行轨并联；

其中，滤波连接单元2的走行轨第一连接线201端于列车5停止在车站站台时列车头端的走行轨处与走行轨连接，通过走行轨连接到变电所8的负极端；滤波连接单元2的走行轨第二连接线202端于列车5停止在车站站台时列车头端的走行轨处与走行轨连接，通过走行轨连接到变电所7的负极端，构成并联支路；

滤波连接单元3于列车5加速完毕进入匀速状态的时刻处的走行轨轨腰处电连接，与走行轨并联；

其中，滤波连接单元3的走行轨第一连接线301端于列车5加速完毕进入匀速状态的时刻的走行轨处与走行轨连接，通过走行轨连接到变电所8的负极端；滤波连接单元3的走行轨第二连接线302端于列车5加速完毕进入匀速状态的时刻的走行轨处与走行轨连接，通过走行轨连接到变电所7的负极端，构成并联支路。

所述滤波连接单元1、滤波连接单元2(选择性使用)、滤波连接单元3各自与走行轨连接，为独立运行设备，互不连接；

所述本发明的减少地铁走行轨供电回流产生迷流的方法包括：本发明的技术方案一、本发明的技术方案二、本发明的技术方案三、本发明的技术方案四等四个对走行轨自身回流进行滤波的可实际操作的技术方案，根据实际情况予以选择应用。

本发明的技术方案一：

本发明的技术方案一包括：方案一的滤波连接单元1(见图3(a))、方案一的滤波连接单元2(选择性使用，见图4(a))、方案一的滤波连接单元3(见图5(a))；

所述方案一的滤波连接单元1包括：走行轨第一连接线101端、电感L ₁₁₁、超级电容C ₁₁₁、接触器常开触点KM ₁₁₁、接触器常闭触点KM ₁₁₂、接触器常开触点KM ₁₁₃、接触器常闭触点KM ₁₁₄、双向导通IGBT开关Q ₁₁₁、走行轨第二连接线102端，其中包含走行轨并联段内阻R ₁₁₁，电感L ₁₁₁及超级电容C ₁₁₁串联内阻R ₁₁₂；

其中，走行轨第一连接线101端焊接在走行轨轨腰处连接电感L ₁₁₁的103端，电感L ₁₁₁的104端连接接触器常开触点KM ₁₁₁的105端，并与接触器常闭触点KM ₁₁₄的106端连接构成并联，接触器常开触点KM ₁₁₁的107端与超级电容C ₁₁₁正极端108连接，再与接触器常闭触点KM ₁₁₂的109端连接，接触器常闭触点KM ₁₁₄的111端与超级电容C ₁₁₁负极端112连接，再与接触器常开触点KM ₁₁₃的113端连接，接触器常闭触点KM ₁₁₂的110端与双向导通IGBT开关Q ₁₁₁的115端连接，并与接触器常开触点KM ₁₁₃的114端连接构成并联，双向导通IGBT开关Q ₁₁₁的116端连接走行轨第二连接线102端；

在上述方案的基础上，所述走行轨第一连接线101端与走行轨第二连接线102端之间的走行轨自身在物理上保持总体连续不变，含走行轨并联段内阻R ₁₁₁，走行轨第一连接线101端与走行轨并联段内阻R ₁₁₁一端连接，走行轨第二连接线102端则与走行轨并联段内阻R ₁₁₁另一端连接；

所述走行轨第一连接线101端与走行轨第二连接线102端两处与走行轨的焊接连接为钎焊接；

在上述方案的基础上，所述电感L ₁₁₁功能为阻挡回流的谐波成份，超级电容C ₁₁₁的功能为储能及放电，接触器常开触点KM ₁₁₁、接触器常闭触点KM ₁₁₂、接触器常开触点KM ₁₁₃、接触器常闭触点KM ₁₁₄ 的功能为调节流经超级电容C ₁₁₁的电流方向，电感L ₁₁₁及超级电容C ₁₁₁为串联，含总内阻R ₁₁₂，双向导通IGBT开关Q ₁₁₁具备智能控制能力，由控制芯片对其进行控制，功能为控制电流的正反方向流通，对超级电容C ₁₁₁在储能及放电时可能的过压、过流进行调节保护，单元总体以少量电缆进行连接。

所述方案一的滤波连接单元2包括：走行轨第一连接线201端、电感L ₁₂₁、超级电容C ₁₂₁、接触器常开触点KM ₁₂₁、接触器常闭触点KM ₁₂₂、接触器常开触点KM ₁₂₃、接触器常闭触点KM ₁₂₄、双向导通IGBT开关Q ₁₂₁、走行轨第二连接线202端，其中包含走行轨并联段内阻R ₁₂₁，电感L ₁₂₁及超级电容C ₁₂₁串联内阻R ₁₂₂；

其中，走行轨第一连接线201端焊接在走行轨轨腰处连接电感L ₁₂₁的203端，电感L ₁₂₁的204端连接接触器常开触点KM ₁₂₁的205端，并与接触器常闭触点KM ₁₂₄的206端连接构成并联，接触器常开触点KM ₁₂₁的207端与超级电容C ₁₂₁正极端208连接，再与接触器常闭触点KM ₁₂₂的209端连接，接触器常闭触点KM ₁₂₄的211端与超级电容C ₁₂₁负极端212连接，再与接触器常开触点KM ₁₂₃的213端连接，接触器常闭触点KM ₁₂₂的210端与双向导通IGBT开关Q ₁₂₁的215端连接，并与接触器常开触点KM ₁₂₃的214端连接构成并联，双向导通IGBT开关Q ₁₂₁的216端连接走行轨第二连接线202端；

在上述方案的基础上，所述走行轨第一连接线201端与走行轨第二连接线202端之间的走行轨自身在物理上保持总体连续不变，含走行轨并联段内阻R ₁₂₁，走行轨第一连接线201端与走行轨并联段内阻R ₁₂₁一端连接，走行轨第二连接线202端则与走行轨并联段内阻R ₁₂₁另一端连接；

所述走行轨第一连接线201端与走行轨第二连接线202端两处与走行轨的焊接连接为钎焊接；

在上述方案的基础上，所述电感L ₁₂₁功能为阻挡回流的谐波成份，超级电容C ₁₂₁的功能为储能及放电，接触器常开触点KM ₁₂₁、接触器常闭触点KM ₁₂₂、接触器常开触点KM ₁₂₃、接触器常闭触点KM ₁₂₄的功能为调节流经超级电容C ₁₂₁的电流方向，电感L ₁₂₁及超级电容C ₁₂₁为串联，含总内阻R ₁₂₂，双向导通IGBT开关Q ₁₂₁具备智能控制能力，由控制芯片对其进行控制，功能为控制电流的正反方向流通，对超级电容C ₁₂₁在储能及放电时可能的过压、过流进行调节保护，单元总体以少量电缆进行连接。

所述方案一的滤波连接单元3包括：走行轨第一连接线301端、电感L ₁₃₁、超级电容C ₁₃₁、双向导通IGBT开关Q ₁₃₁、走行轨第二连接线302端，其中包含走行轨并联段内阻R ₁₃₁，电感L ₁₃₁及超级电容C ₁₃₁串联内阻R ₁₃₂；

其中，走行轨第一连接线301端焊接在走行轨轨腰处连接电感L ₁₃₁的303端，电感L ₁₃₁的304端连接超级电容C ₁₃₁负极端305，超级电容C ₁₃₁正极端306连接双向导通IGBT开关Q ₁₃₁的307端，双向导通IGBT开关Q ₁₃₁的308端连接走行轨第二连接线302端；

在上述方案的基础上，所述走行轨第一连接线301端与走行轨第二连接线302端之间的走行轨自身在物理上保持总体连续不变，含走行轨并联段内阻R ₁₃₁，走行轨第一连接线301端与走行轨并联段内阻R ₁₃₁一端连接，走行轨第二连接线302端则与走行轨并联段内阻R ₁₃₁另一端连接；

所述走行轨第一连接线301端与走行轨第二连接线302端两处与走行轨的焊接连接为钎焊接；

所述电感L ₁₃₁功能为阻挡回流的谐波成份，超级电容C ₁₃₁的功能为储能及放电，电感L ₁₃₁及超级电容C ₁₃₁为串联，含总内阻R ₁₃₂，双向导通IGBT开关Q ₁₃₁具备智能控制能力，由控制芯片对其进行控制，功能为控制电流的正反方向流通，对超级电容C ₁₃₁在储能及放电时可能的过压、过流进行调节保护，单元总体以少量电缆进行连接；在上述方案的基础上，所述双向导通IGBT开关可以由接触器替代。

本发明的技术方案二：

本发明的技术方案二包括：方案二的滤波连接单元1、方案二的滤波连接单元2(选择性使用)、方案二的滤波连接单元3；

见图6(a)；

所述方案二的滤波连接单元1包括：走行轨第一连接线101端、绝缘接头J ₂₁₁、电感L ₂₁₁、走行轨第二连接线102端，其中包含电感L ₂₁₁的内阻R ₂₁₁；

其中，所述走行轨第一连接线101端通过焊接在走行轨轨腰处连接电感L ₂₁₁的119端，并与绝缘接头J ₂₁₁的117端连接，电感L ₂₁₁的120端连接走行轨第二连接线102端，同时走行轨第二连接线102端与绝缘接头J ₂₁₁的118端连接；

在上述方案的基础上，所述绝缘接头J ₂₁₁接入走行轨非物理钢轨连续处，即绝缘接头J ₂₁₁的117端与绝缘接头J ₂₁₁的118端之间导电隔断，阻隔走行轨第一连接线101端与走行轨第二连接线102端之间的电流回路；

在上述方案的基础上，所述电感L ₂₁₁的功能为阻挡回流的谐波成份，单元总体以少量电缆进行连接。

所述方案二的滤波连接单元2包括：走行轨第一连接线201端、绝缘接头J ₂₂₁、电感L ₂₂₁、走行轨第二连接线202端，其中包含电感L ₂₂₁的内阻R ₂₂₁；

其中，所述走行轨第一连接线201端通过焊接在走行轨轨腰处连接电感L ₂₂₁的219端，并与绝缘接头J ₂₂₁的217端连接，电感L ₂₂₁的220端连接走行轨第二连接线202端，同时走行轨第二连接线202端与绝缘接头J ₂₂₁的218端连接；

在上述方案的基础上，所述绝缘接头J ₂₂₁接入走行轨非物理钢轨连续处，即绝缘接头J ₂₂₁的217端与绝缘接头J ₂₂₁的218端之间导电隔断，阻隔走行轨第一连接线201端与走行轨第二连接线202端之间的电流回路；

在上述方案的基础上，所述电感L ₂₂₁的功能为阻挡回流的谐波成份，单元总体以少量电缆进行连接。

所述方案二的滤波连接单元3包括：走行轨第一连接线301端、绝缘接头J ₂₃₁、电感L ₂₃₁、走行轨第二连接线302端，其中包含电感L ₂₃₁的内阻R ₂₃₁；

其中，所述走行轨第一连接线301端通过焊接在走行轨轨腰处连接电感L ₂₃₁的311端，并与绝缘接头J ₂₃₁的309端连接，电感L ₂₃₁的312端连接走行轨第二连接线302端，同时走行轨第二连接线302端与绝缘接头J ₂₃₁的310端连接；

在上述方案的基础上，所述绝缘接头J ₂₃₁接入走行轨非物理钢轨连续处，即绝缘接头J ₂₃₁的309端与绝缘接头J ₂₃₁的310端之间导电隔断，阻隔走行轨第一连接线301端与走行轨第二连接线302端之间的电流回路；

在上述方案的基础上，所述电感L ₂₃₁的功能为阻挡回流的谐波成份，单元总体以少量电缆进行连接。

本发明的技术方案三：

本发明的技术方案三包括：方案三的滤波连接单元1、方案三的滤波连接单元2(选择性使用)、方案三的滤波连接单元3；

见图7(a)；

所述方案三的滤波连接单元1包括：走行轨第一连接线101端、电感L ₃₁₁、走行轨第二连接线102端，其中包含走行轨并联段内阻R ₃₁₁、电感L ₃₁₁的内阻R ₃₁₂；

其中，所述走行轨第一连接线101端通过焊接在走行轨轨腰处连接电感L ₃₁₁的121端，电感L ₃₁₁的122端连接走行轨第二连接线102端；

在上述方案的基础上，所述走行轨第一连接线101端与走行轨第二连接线102端之间的走行轨自身在物理上保持总体连续不变，含走行轨并联段内阻R ₃₁₁，走行轨第一连接线101端与走行轨并联段内阻R ₃₁₁一端连接，走行轨第二连接线102端则与走行轨并联段内阻R ₃₁₁另一端连接；

在上述方案的基础上，所述电感L ₃₁₁的功能为阻挡回流的谐波成份，单元总体以少量电缆进行连接。

所述方案三的滤波连接单元2包括：走行轨第一连接线201端、电感L ₃₂₁、走行轨第二连接线202端，其中包含走行轨并联段内阻R ₃₂₁、电感L ₃₂₁的内阻R ₃₂₂；

其中，所述走行轨第一连接线201端通过焊接在走行轨轨腰处连接电感L ₃₂₁的221端，电感L ₃₂₁的222端连接走行轨第二连接线202端；

在上述方案的基础上，所述走行轨第一连接线201端与走行轨第二连接线202端之间的走行轨自身在物理上保持总体连续不变，含走行轨并联段内阻R ₃₂₁，走行轨第一连接线201端与走行轨并联段内阻R ₃₂₁一端连接，走行轨第二连接线202端则与走行轨并联段内阻R ₃₂₁另一端连接；

在上述方案的基础上，所述电感L ₃₂₁的功能为阻挡回流的谐波成份，单元总体以少量电缆进行连接。

所述方案三的滤波连接单元3包括：走行轨第一连接线301端、电感L ₃₃₁、走行轨第二连接线302端，其中包含走行轨并联段内阻R ₃₃₁、电感L ₃₃₁的内阻R ₃₃₂；

其中，所述走行轨第一连接线301端通过焊接在走行轨轨腰处连接电感L ₃₃₁的313端，电感L ₃₃₁的314端连接走行轨第二连接线302端；

在上述方案的基础上，所述走行轨第一连接线301端与走行轨第二连接线302端之间的走行轨自身在物理上保持总体连续不变，含走行轨并联段内阻R ₃₃₁，走行轨第一连接线301端与走行轨并联段内阻R ₃₃₁一端连接，走行轨第二连接线302端则与走行轨并联段内阻R ₃₃₁另一端连接；

在上述方案的基础上，所述电感L ₃₃₁的功能为阻挡回流的谐波成份，单元总体以少量电缆进行连接。

本发明的技术方案四

本发明的技术方案四是在所述本发明的技术方案一的基础上，结合所述本发明的技术方案三而构成，组合应用；

见图8；

所述方案一的滤波连接单元1仍由走行轨第一连接线101端、走行轨第二连接线102端与走行轨焊接连接构成第一并联支路，方案三的滤波连接单元1置于方案一的滤波连接单元1外围，由走行轨第三连接线141端、走行轨第四连接线142端与走行轨焊接连接，在电感L ₄₁₁(含内阻R ₄₁₃)与走行轨第四连接线142端之间增加双向导通IGBT开关Q ₄₁₁，构成第二并联支路；

其中，所述走行轨第三连接线141端连接电感L ₄₁₁的143端，电感L ₄₁₁的144端与双向导通IGBT开关Q ₄₁₁的145端连接，双向导通IGBT开关Q ₄₁₁的146端与走行轨第四连接线142端连接；

所述走行轨第三连接线141端与走行轨第四连接线142端两处与走行轨的焊接连接为钎焊接；

在上述方案的基础上，所述走行轨第三连接线141端与走行轨第四连接线142端之间仍在物理上保持走行轨总体连续不变，含走行轨并联段内阻R ₄₁₁、走行轨并联段内阻R ₄₁₂；

在上述方案的基础上，所述双向导通IGBT开关Q ₄₂₁具备智能控制能力，由控制芯片对其进行控制，功能是当方案一的滤波连接单元1中超级电容C ₁₁₁充电时，控制开关自身断开，使电容C ₁₁₁在走行轨并联段内阻R ₁₁₁段内形成的电压下充电。

所述方案一的滤波连接单元2仍由走行轨第一连接线201端、走行轨第二连接线202端与走行轨焊接连接构成第一并联支路，方案三的滤波连接单元2置于方案一的滤波连接单元2外围，由走行轨第三连接线241端、走行轨第四连接线242端与走行轨焊接连接，在电感L ₄₂₁(含内阻R ₄₂₃)与走行轨第四连接线242端之间增加双向导通IGBT开关Q ₄₂₁，构成第二并联支路；

其中，所述走行轨第三连接线241端连接电感L ₄₂₁的243端，电感L ₄₂₁的244端与双向导通IGBT开关Q ₄₂₁的245端连接，双向导通IGBT开关Q ₄₂₁的246端与走行轨第四连接线242端连接；

所述走行轨第三连接线241端与走行轨第四连接线242端两处与走行轨的焊接连接为钎焊接；

在上述方案的基础上，所述走行轨第三连接线241端与走行轨第四连接线242端之间仍在物理上保持走行轨总体连续不变，含走行轨并联段内阻R ₄₂₁、走行轨并联段内阻R ₄₂₂；

在上述方案的基础上，所述双向导通IGBT开关Q ₄₂₁具备智能控制能力，由控制芯片对其进行控制，功能是当方案一的滤波连接单元2中超级电容C ₁₂₁充电时，控制开关自身断开，使电容C ₁₂₁在走行轨并联段内阻R ₁₂₁段内形成的电压下充电。

所述方案一的滤波连接单元3仍由走行轨第一连接线301端、走行轨第二连接线302端与走行轨焊接连接构成第一并联支路，方案三的滤波连接单元3置于方案一的滤波连接单元3外围，由走行轨第三连接线341端、走行轨第四连接线342端与走行轨焊接连接，在电感L ₄₃₁(含内阻R ₄₃₃)与走行轨第四连接线342端之间增加双向导通IGBT开关Q ₄₃₁，构成第二并联支路；

其中，所述走行轨第三连接线341端连接电感L ₄₃₁的343端，电感L ₄₃₁的344端与双向导通IGBT开关Q ₄₃₁的345端连接，双向导通IGBT开关Q ₄₃₁的346端与走行轨第四连接线342端连接；

所述走行轨第三连接线341端与走行轨第四连接线342端两处与走行轨的焊接连接为钎焊接；

在上述方案的基础上，所述走行轨第三连接线341端与走行轨第四连接线342端之间仍在物理上保持走行轨总体连续不变，含走行轨并联段内阻R ₄₃₁、走行轨并联段内阻R ₄₃₂；

在上述方案的基础上，所述双向导通IGBT开关Q ₄₃₁具备智能控制能力，由控制芯片对其进行控制，功能是当方案一的滤波连接单元3中超级电容C ₁₃₁充电时，控制开关自身断开，使电容C ₁₃₁在走行轨并联段内阻R ₁₃₁段内形成的电压下充电；在上述方案的基础上，所述双向导通IGBT开关可以由接触器替代。

有益效果：

本发明在世界轨交行业中，首次对迷流源的回流的走行轨道自身采用及实施滤波方法，可大幅延长地铁结构钢筋及周围埋地金属管道、通讯电缆外皮，甚至周边建筑群地基水泥中的钢筋使用寿命，从而提高它们的安全可靠性，有着巨大的经济、社会效应及世界范围的推广市场。其中，本发明的技术方案一、本发明的技术方案三、本发明的技术方案四能保持现有物理连续轨道的现状，对已运行线路不需任何改造，大幅减少使用成本；

列车启动时，接触网向列车进行供电，列车通过车轮对走行轨进行回流输出，由于列车在移动中，因此列车牵引电流通过车轮的回流输出端也在移动；列车在静止到加速段都在滤波连接单元1、滤波连接单元2、滤波连接单元3的范围之内，本发明使用技术为通过对走行轨道自身采取滤波措施，减少迷流的谐波成份，使列车加速全程所输出回流的谐波成份得到滤波，而上述滤波连接单元1至滤波连接单元3的范围之外，迷流的谐波成份减少到最小，滤波连接单元2的设置是为了减少列车进入同步调制时回流谐波成份形成迷流对车站的影响。

附图说明：

本发明有如下附图：

图1为现有防迷流技术方案的结构示意图。

图2(a)为本发明减少地铁走行轨供电回流产生迷流的方法的系统结构示意图。

图2(b)为本发明在列车进站电制动时的示意图。

图2(c)为本发明在列车启动运行时的示意图。

图2(d)为本发明在列车加速并进入匀速状态之前的示意图。

图3(a)为本发明的技术方案一的滤波连接单元1结构示意图。

图3(b)为本发明的技术方案一的滤波连接单元1在列车进站电制动时开关导通的电流流向图。

图3(c)为本发明的技术方案一的滤波连接单元1在列车启动运行时直至列车加速完毕进入匀速状态时开关导通的电流流向图。

图4(a)为本发明的技术方案一的滤波连接单元2结构示意图。

图4(b)为本发明的技术方案一的滤波连接单元2在列车进站电制动时开关导通的电流流向图。

图4(c)为本发明的技术方案一的滤波连接单元2在列车启动运行时开关导通的电流流向图。

图4(d)为本发明的技术方案一的滤波连接单元2在列车加速并进入匀速状态之前开关导通的电流流向图。

图5(a)为本发明的技术方案一的滤波连接单元3结构示意图。

图5(b)为本发明的技术方案一的滤波连接单元3在列车进站电制动时开关导通的电流流向图。

图5(c)为本发明的技术方案一的滤波连接单元3在列车启动运行时直至列车加速完毕进入匀速状态时开关导通的电流流向图。

图6(a)为本发明的技术方案二的单元结构示意图。

图6(b)为本发明的技术方案二所有连接单元在列车启动运行时的电流流向图。

图6(c)为本发明的技术方案二所有连接单元在列车加速并进入匀速状态之前的电流流向图。

图7(a)为本发明的技术方案三的连接单元结构示意图。

图7(b)为本发明的技术方案三所有连接单元在列车启动运行时的电流流向图。图7(c)为本发明的技术方案三所有连接单元在列车加速并进入匀速状态之前的电流流向图。

图8为本发明的技术方案四的连接单元结构示意图

具体实施方式：

为了更为具体的描述本发明，以下结合附图及具体实施方式对本发明的技术方案进行更详细的说明。此处需强调，以下说明仅为示例性说明，而不是为了限制本发明的范围及应用。

本发明对作为迷流源的走行轨自身的回流谐波成份采用及实施滤波方法，在保持走行轨物理钢轨连续不变的状态下，采用并联电感、超级电容、IGBT开关、接触器的连接支路，通过对IGBT开关与接触器触点的控制，使超级电容放电，形成电压阻断并联轨段的正向导流，迫使电流走电感、超级电容、IGBT开关、接触器串联构成的并联支路，对回流的谐波成份进行有效的滤波；在走行轨物理钢轨非连续的状态下，采用绝缘接头同时并联电感，对回流的谐波成份进行有效的滤波。

图2(a)为本发明所述减少地铁走行轨供电回流产生迷流的方法的系统结构示意图，包括：滤波连接单元1、滤波连接单元2(选择性使用)、滤波连接单元3。

如图2(a)所示，所述滤波连接单元1、滤波连接单元2(选择性使用)、滤波连接单元3各自与走行轨连接，为独立运行设备，互不连接；

列车启动时，如图2(a)所示接触网4向列车5进行供电，列车5通过车轮6对走行轨进行回流输出，由于列车在移动中，因此列车5牵引电流通过车轮6的回流输出端也在移动；列车在静止到加速段都在滤波连接单元1、滤波连接单元2、滤波连接单元3的范围之内，本发明使用技术为通过对走行轨道自身采取滤波措施，减少迷流的谐波成份，使列车5加速全程所输出回流的谐波成份得到滤波，而上述滤波连接单元1至滤波连接单元3的范围之外，迷流的谐波成份减少到最小，滤波连接单元2的设置是为了减少列车进入同步调制时回流谐波成份形成迷流对车站的影响；

图2(b)所示为本发明在列车进站电制动时的示意图。当列车5进站电制动时，其牵引电机处于发电机状态，此时电流I ₁₁由变电所7的负极端通过走行轨流向列车车轮6，此电流不是开关电路形成，谐波极小，因此不采用滤波方法，电流I ₁₁流经本发明的滤波连接单元3、滤波连接单元2、滤波连接单元1后至车轮6进入列车5；

图2(c)所示为本发明在列车启动运行时的示意图。当列车5启动运行离开车站站台时，牵引电机处于电动机状态，此时回流I ₁₂由列车5经车轮6输出，通过走行轨流向变电所7的负极端，流经本发明的滤波连接单元2、滤波连接单元3后至变电所7的负极端，同时回流I ₁₃由列车5经车轮6输出，通过走行轨流向变电所8的负极端，流经本发明的滤波连接单元1后至变电所8的负极端；

图2(d)所示为本发明在加速并进入匀速状态之前的示意图。当加速并进入匀速状态之前，其所处方位正在向本发明的滤波连接单元3处靠近，此时回流I ₁₂由列车5经车轮6输出，通过走行轨流向变电所7的负极端，流经本发明的滤波连接单元3后至变电所7的负极端，同时回流I ₁₃由列车5经车轮6输出，通过走行轨流向变电所8的负极端，流经本发明的滤波连接单元2、滤波连接单元1后至变电所8的负极端。

本发明的技术方案一：

如图2(a)所示本发明的技术方案一包括：方案一的滤波连接单元1、方案一的滤波连接单元2(选择性使用)、方案一的滤波连接单元3；

如图3(a)所示，所述方案一的滤波连接单元1包括：走行轨第一连接线101端、电感L ₁₁₁、超级电容C ₁₁₁、接触器常开触点KM ₁₁₁、接触器常闭触点KM ₁₁₂、接触器常开触点KM ₁₁₃、接触器常闭触点KM ₁₁₄、双向导通IGBT开关Q ₁₁₁、走行轨第二连接线102端，其中包含走行轨并联段内阻R ₁₁₁，电感L ₁₁₁及超级电容C ₁₁₁串联内阻R ₁₁₂；

在上述方案的基础上，所述电感L ₁₁₁功能为阻挡回流的谐波成份，超级电容C ₁₁₁的功能为储能及放电，接触器常开触点KM ₁₁₁、接触器常闭触点KM ₁₁₂、接触器常开触点KM ₁₁₃、接触器常闭触点KM ₁₁₄的功能为调节流经超级电容C ₁₁₁的电流方向，电感L ₁₁₁及超级电容C ₁₁₁为串联，含总内阻R ₁₁₂，双向导通IGBT开关Q ₁₁₁具备智能控制能力，由控制芯片对其进行控制，功能为控制电流的正反方向流通，对超级电容C ₁₁₁在储能及放电时可能的过压、过流进行调节保护，单元总体以少量电缆进行连接。

如图4(a)所示，所述方案一的滤波连接单元2包括：走行轨第一连接线201端、电感L ₁₂₁、超级电容C ₁₂₁、接触器常开触点KM ₁₂₁、接触器常闭触点KM ₁₂₂、接触器常开触点KM ₁₂₃、接触器常闭触点KM ₁₂₄、双向导通IGBT开关Q ₁₂₁、走行轨第二连接线202端，其中包含走行轨并联段内阻R ₁₂₁，电感L ₁₂₁及超级电容C ₁₂₁串联内阻R ₁₂₂。

如图5(a)所示，所述方案一的滤波连接单元3包括：走行轨第一连接线301端、电感L ₁₃₁、超级电容C ₁₃₁、双向导通IGBT开关Q ₁₃₁、走行轨第二连接线302端，其中包含走行轨并联段内阻R ₁₃₁，电感L ₁₃₁及超级电容C ₁₃₁串联内阻R ₁₃₂。

在上述方案的基础上，所述电感L ₁₃₁功能为阻挡回流的谐波成份，超级电容C ₁₃₁的功能为储能及放电，电感L ₁₃₁及超级电容C ₁₃₁为串联，含总内阻R ₁₃₂，双向导通IGBT开关Q ₁₃₁具备智能控制能力，由控制芯片对其进行控制，功能为控制电流的正反方向流通，对超级电容C ₁₃₁在储能及放电时可能的过压、过流进行调节保护，单元总体以少量电缆进行连接；在上述方案的基础上，所述双向导通IGBT开关可以由接触器替代。

实施方式：

所述减少地铁走行轨供电回流产生迷流的方法中，本发明的技术方案一的实施方式是：

图3(b)所示为方案一的滤波连接单元1在列车进站电制动时开关导通的电流流向图。当列车5如图2(b)所示进站电制动时，此时方案一的滤波连接单元1中双向导通IGBT开关Q ₁₁₁导通电路，同时接触器常闭触点KM ₁₁₂与接触器常闭触点KM ₁₁₄导通，接触器常开触点KM ₁₁₁与接触器常开触点KM ₁₁₃断开，电流I ₁₁分出电流I ₁₁₁流经走行轨第二连接线102端至超级电容C ₁₁₁正极端，再由超级电容C ₁₁₁负极端经电感L ₁₁₁(其中含电感L ₁₁₁与超级电容C ₁₁₁的内阻R ₁₁₂)至走行轨第一连接线101端后回归成电流I ₁₁流向车轮6，同时在走行轨并联段内阻R ₁₁₁处形成的电压下，对超级电容C ₁₁₁充电，充电满后或列车5抵达方案一的滤波连接单元1处时，双向导通IGBT开关Q ₁₁₁断开电路。

图3(c)所示为方案一的滤波连接单元1在列车启动运行时直至列车加速完毕进入匀速状态时开关导通的电流流向图。当列车5如图2(c)、图2(d)所示启动运行离开车站站台并加速时，方案一的滤波连接单元1中双向导通IGBT开关Q111导通电路，同时接触器常开触点KM ₁₁₁与接触器常开触点KM ₁₁₃导通，接触器常闭触点KM ₁₁₂与接触器常闭触点KM ₁₁₄断开，已充满电的超级电容C ₁₁₁释放电流I ₁₃₀由正极端流经电感L ₁₁₁、走行轨第一连接线101端、含内阻R ₁₁₁的走行轨并联段、走行轨第二连接线102端再至超级电容C ₁₁₁负极端形成回路(其中含电感L ₁₁₁与超级电容C ₁₁₁的内阻R ₁₁₂)并形成电压，阻断回流I ₁₃流向含内阻R ₁₁₁的走行轨并联段，迫使回流I ₁₃流经走行轨第二连接线102端、超级电容C ₁₁₁、电感L ₁₁₁、走行轨第一连接线101端的并联支路，由电感L ₁₁₁对回流I ₁₃的谐波成份进行滤波，其后回流I ₁₃于走行轨第一连接线101端流向变电所8的负极端，而I ₁₃₀重复流经上述并联支路；列车5加速完毕进入匀速状态时，双向导通IGBT开关Q ₁₁₁断开电路，单元内所有接触器触点复位。

图4(b)所示为方案一的滤波连接单元2在列车进站电制动时开关导通的电流流向图。当列车5如图2(b)所示进站电制动时，此时方案一的滤波连接单元2中双向导通IGBT开关Q ₁₂₁导通电路，同时接触器常闭触点KM ₁₂₂与接触器常闭触点KM ₁₂₄导通，接触器常开触点KM ₁₂₁与接触器常开触点KM ₁₂₃断开，电流I ₁₁分出电流I ₁₁₂流经走行轨第二连接线202端至超级电容C ₁₂₁正极端，再由超级电容C ₁₂₁负极端经电感L ₁₂₁(其中含电感L ₁₂₁与超级电容C ₁₂₁的内阻R ₁₂₂)至走行轨第一连接线201端后回归成电流I ₁₁流向车轮6，同时在走行轨并联段内阻R ₁₂₁处形成的电压下，对超级电容C ₁₂₁充电，充电满后双向导通IGBT开关Q ₁₂₁断开电路。

图4(c)所示为方案一的滤波连接单元2在列车启动运行时开关导通的电流流向图。当列车5如图2(c)所示启动离开车站站台时，方案一的滤波连接单元2中双向导通IGBT开关Q ₁₂₁导通电路，同时接触器常闭触点KM ₁₂₂与接触器常闭触点KM ₁₂₄导通，接触器常开触点KM ₁₂₁与接触器常开触点KM ₁₂₃断开，超级电容C ₁₂₁释放电流I ₁₂₀由正极端流经走行轨第二连接线202端、含内阻R ₁₂₁的走行轨并联段、走行轨第一连接线201端、电感L ₁₂₁再至超级电容C ₁₂₁负极端形成回路(其中含电感L ₁₂₁与超级电容C ₁₂₁的内阻R ₁₂₂)并形成电压，阻断回流I ₁₂流向含内阻R ₁₂₁的走行轨并联段，迫使回流I ₁₂流经走行轨第一连接线201端、电感L ₁₂₁、超级电容C ₁₂₁、走行轨第二连接线202端的并联支路，由电感L ₁₂₁对回流I ₁₂的谐波成份进行滤波，其后回流I ₁₂于走行轨第二连接线202端流向变电所7的负极端，而I ₁₂₀重复流经上述并联支路；列车5加速至方案一的滤波连接单元2所处位置时，双向导通IGBT开关Q ₁₂₁断开。

图4(d)所示为方案一的滤波连接单元2在加速并进入匀速状态之前开关导通的电流流向图。当列车5如图2(d)所示启动并加速后越过方案一的滤波连接单元2所处位置时，轨道回流方向变为图2(c)所示的反方向，此时方案一的滤波连接单元2中接触器常开触点KM ₁₂₁与接触器常开触点KM ₁₂₃导通，接触器常闭触点KM ₁₂₂与接触器常闭触点KM ₁₂₄断开，在极短时间差后双向导通IGBT开关Q ₁₂₁导通电路，超级电容C ₁₂₁释放电流I ₁₃₁由正极端流经电感L ₁₂₁、走行轨第一连接线201端、含内阻R ₁₂₁的走行轨并联段、走行轨第二连接线202端再至超级电容C ₁₂₁负极端形成回路(其中含电感L ₁₂₁与超级电容C ₁₂₁的内阻R ₁₂₂)并形成电压，阻断回流I ₁₃流向含内阻R ₁₂₁的走行轨并联段，迫使回流I ₁₃流经走行轨第二连接线202端、超级电容C ₁₂₁、电感L ₁₂₁、走行轨第一连接线201端的并联支路，由电感L ₁₂₁对回流I ₁₃的谐波成份进行滤波，其后回流I ₁₃于走行轨第一连接线201端流向变电所8的负极端，而I ₁₃₁重复流经上述并联支路；列车5加速完毕进入匀速状态时，双向导通IGBT开关Q ₁₂₁断开电路，单元内所有接触器触点复位。

图5(b)所示为方案一的滤波连接单元3在列车进站电制动时开关导通的电流流向图。当列车5如图2(b)所示进站电制动时，此时方案一的滤波连接单元3中双向导通IGBT开关Q ₁₃₁导通电路，电流I ₁₁分出电流I ₁₁₃流经走行轨第二连接线302端至超级电容C ₁₃₁正极端，再由超级电容C ₁₃₁负极端经电感L ₁₃₁(其中含电感L ₁₃₁与超级电容C ₁₃₁的内阻R ₁₃₂)至走行轨第一连接线301端后回归成电流I ₁₁流向车轮6，同时在走行轨并联段内阻R ₁₃₁处形成的电压下，对超级电容C ₁₃₁充电，充电满后双向导通IGBT开关Q ₁₃₁断开电路。

图5(c)所示为方案一的滤波连接单元3在列车启动运行时直至列车加速完毕进入匀速状态时开关导通的电流流向图。当列车5如图2(c)、图2(d)所示启动离开车站站台并加速时，方案一的滤波连接单元3中双向导通IGBT开关Q ₁₃₁导通电路，已充满电的超级电容C ₁₃₁释放电流I ₁₂₁由正极端流经走行轨第二连接线302端、含内阻R ₁₃₁的走行轨并联段、走行轨第一连接线301端、电感L ₁₃₁再至超级电容C ₁₃₁负极端形成回路(其中含电感L ₁₃₁与超级电容C ₁₃₁的内阻R ₁₃₂)并形成电压，阻断回流I ₁₂流向含内阻R ₁₃₁的走行轨并联段，迫使回流I ₁₂流经走行轨第一连接线201端、电感L ₁₂₁、超级电容C ₁₂₁、走行轨第二连接线302端的并联支路，由电感L ₁₃₁对回流I ₁₂的谐波成份进行滤波，其后回流I ₁₂于走行轨第二连接线302端流向变电所7的负极端，而I ₁₂₁重复流经上述并联支路；列车5加速完毕进入匀速状态时，双向导通IGBT开关Q ₁₁₁断开电路。

地铁列车之间间隔约为两分钟或以上，当后续跟随的第二列车重复列车5进站电制动时，如图2(b)所示，方案一的滤波连接单元1、方案一的滤波连接单元2、方案一的滤波连接单元3重复上述充电过程；

当第二列车重复列车5如图2(c)、图2(d)所示启动运行离开车站站台并加速时，方案一的滤波连接单元1、方案一的滤波连接单元2、方案一的滤波连接单元3重复上述滤波过程。

在选择电感和超级电容的参数上需避免谐振的产生；

通过控制芯片对所有单元中所有双向导通IGBT开关与所有接触器触点进行智能控制，对超级电容电流方向的改变进行调控，也对其可能的过压、过流进行保护；

当任何单元的任何并联支路中的电感、超级电容出现故障时，该单元双向导通IGBT开关立即断开电路，恢复到本发明使用前的状态，不会对列车运行造成任何影响。

本发明的技术方案二：

如图6(a)所示本发明的技术方案二包括：方案二的滤波连接单元1、方案二的滤波连接单元2(选择性使用)、方案二的滤波连接单元3；

如图6(a)所示，所述方案二的滤波连接单元1包括：走行轨第一连接线101端、绝缘接头J211、电感L ₂₁₁、走行轨第二连接线102端，其中包含电感L ₂₁₁的内阻R ₂₁₁；

如图6(a)所示，所述方案二的滤波连接单元2包括：走行轨第一连接线201端、绝缘接头J ₂₂₁、电感L ₂₂₁、走行轨第二连接线202端，其中包含电感L ₂₂₁的内阻R ₂₂₁；

如图6(a)所示，所述方案二的滤波连接单元3包括：走行轨第一连接线301端、绝缘接头J ₂₃₁、电感L ₂₃₁、走行轨第二连接线302端，其中包含电感L ₂₃₁的内阻R ₂₃₁；

实施方式：

所述减少地铁走行轨供电回流产生迷流的方法中，本发明的技术方案二的实施方式是：

根据回流电流的谐波成份＝V·ω·C，本发明的技术方案二中所有绝缘接头处的电容(C)极小，谐波成份流过绝缘点亦极小；

图6(b)为方案二的滤波连接单元1、方案二的滤波连接单元2、方案二的滤波连接单元3在列车启动运行时的电流流向图。当列车5如图2(c)所示启动离开车站站台时，回流I ₁₃通过车轮6对走行轨进行回流输出流向变电所8的负极端，此时方案二的滤波连接单元1在走行轨上的绝缘接头J ₂₁₁对回流I ₁₃形成阻隔，绝大部分I ₁₃流经走行轨第二连接线102端、电感L ₂₁₁(含其内阻R ₂₁₁)、走行轨第一连接线101端的并联支路，后流向变电所8的负极端，此过程由电感L ₂₁₁对回流I ₁₃的谐波成份进行滤波；

回流I ₁₂通过车轮6对走行轨进行回流输出流向变电所7的负极端，此时方案二的滤波连接单元2在走行轨上的绝缘接头J ₂₂₁对回流I ₁₂形成阻隔，绝大部分I ₁₂流经走行轨第一连接线201端、电感L ₂₂₁(含其内阻R ₂₂₁)、走行轨第二连接线202端的并联支路，后流向变电所7的负极端，此过程由电感L ₂₂₁对回流I ₁₂的谐波成份进行滤波；此时方案二的滤波连接单元3在走行轨上的绝缘接头J ₂₃₁亦对回流I ₁₂形成阻隔，绝大部分I ₁₂流经走行轨第一连接线301端、电感L ₂₃₁(含其内阻R ₂₃₁)、走行轨第二连接线302端的并联支路，后流向变电所7的负极端，此过程由电感L ₂₃₁对回流I ₁₂的谐波成份进行滤波。

图6(c)为方案二的滤波连接单元1、方案二的滤波连接单元2、方案二的滤波连接单元3在列车加速并进入匀速状态之前的电流流向图。当列车5如图2(d)所示启动并加速后越过方案二的滤波连接单元2所处位置时，此时方案二的滤波连接单元2在走行轨上的绝缘接头J ₂₂₁对回流I ₁₃形成阻隔，绝大部分回流I ₁₃流经走行轨第二连接线202端、电感L ₂₂₁(含其内阻R ₂₂₁)、走行轨第一连接线201端的并联支路，后流向变电所8的负极端，此过程由电感L ₂₂₁对回流I ₁₃的谐波成份进行滤波；

此时方案二的滤波连接单元1、方案二的滤波连接单元3的滤波方式如图6(b)所示维持不变。

本发明的技术方案二中的所有单元可使用电感量较大的电感设备，提升滤波效果。

为了运行列车的无冲击平稳行驶，确保列车舒适性，现有轨道都是采用物理钢轨连续轨道，绝缘点的安装必然带来些许冲击，对已运营的线路改造带来不小的工作量，并且日常维护成本会增加。

本发明的技术方案三：

如图7(a)所示本发明的技术方案三包括：方案三的滤波连接单元1、方案三的滤波连接单元2(选择性使用)、方案三的滤波连接单元3；

如图7(a)所示，所述方案三的滤波连接单元1包括：走行轨第一连接线101端、电感L ₃₁₁、走行轨第二连接线102端，其中包含走行轨并联段内阻R ₃₁₁、电感L ₃₁₁的内阻R ₃₁₂；

如图7(a)所示，所述方案三的滤波连接单元2包括：走行轨第一连接线201端、电感L ₃₂₁、走行轨第二连接线202端，其中包含走行轨并联段内阻R ₃₂₁、电感L ₃₂₁的内阻R ₃₂₂；

如图7(a)所示，所述方案三的滤波连接单元3包括：走行轨第一连接线301端、电感L ₃₃₁、走行轨第二连接线302端，其中包含走行轨并联段内阻R ₃₃₁、电感L ₃₃₁的内阻R ₃₃₂；

实施方式：

所述减少地铁走行轨供电回流产生迷流的方法中，本发明的技术方案三的实施方式是：

图7(b)为方案三的滤波连接单元1、方案三的滤波连接单元2、方案三的滤波连接单元3在列车启动运行时的电流流向图。当列车5如图2(c)所示启动离开车站站台时，回流I ₁₃通过车轮6对走行轨进行回流输出流向变电所8的负极端，此时方案三的滤波连接单元1在物理连续的走行轨上并联电感L ₃₁₁，回流I ₁₃分出部分的回流I ₁₃₃仍流经走行轨自身，即并联段内阻R ₃₁₁，而在走行轨第二连接线102端处，回流I ₁₃分出部分回流I ₁₃₂，流经电感L ₃₁₁(含其内阻R ₃₁₂)、走行轨第一连接线101端的并联支路，后流向变电所8的负极端，此过程由电感L ₃₁₁对回流I ₁₃₂的谐波成份进行滤波；

回流I12通过车轮6对走行轨进行回流输出流向变电所7的负极端，此时方案三的滤波连接单元2在物理连续的走行轨上并联电感L ₃₂₁，回流I ₁₂分出部分的回流I ₁₂₄仍流经走行轨自身，即并联段内阻R ₃₂₁，而在走行轨第一连接线201端处，回流I ₁₂分出部分回流I ₁₂₂，流经电感L ₃₂₁(含其内阻R ₃₂₂)、走行轨第二连接线202端的并联支路，后流向变电所7的负极端，此过程由电感L ₃₂₁对回流I ₁₂₂的谐波成份进行滤波；此时方案三的滤波连接单元3在物理连续的走行轨上并联电感L ₃₃₁，回流I ₁₂分出部分的回流I ₁₂₅仍流经走行轨自身，即并联段内阻R ₃₃₁，而在走行轨第一连接线301端处，回流I ₁₂分出部分回流I ₁₂₃，流经电感L ₃₃₁(含其内阻R ₃₃₂)、走行轨第二连接线302端的并联支路，后流向变电所7的负极端，此过程由电感L ₃₃₁对回流I ₁₂₃的谐波成份进行滤波；

图7(c)为方案三的滤波连接单元1、方案三的滤波连接单元2、方案三的滤波连接单元3在列车加速并进入匀速状态之前的电流流向图。当列车5如图2(d)所示启动并加速后越过方案三的滤波连接单元2所处位置时，方案三的滤波连接单元2在物理连续的走行轨上并联电感L ₃₂₁，回流I ₁₃分出部分的回流I ₁₃₅仍流经走行轨自身，即并联段内阻R ₃₂₁，而在走行轨第二连接线202端处，回流I ₁₃分出部分回流I ₁₃₄，流经电感L ₃₂₁(含其内阻R ₃₂₂)、走行轨第一连接线201端的并联支路，后流向变电所8的负极端，此过程由电感L ₃₂₁对回流I ₁₃₄的谐波成份进行滤波；

此时方案三的滤波连接单元1、方案三的滤波连接单元3的滤波方式如图7(b)所示维持不变。

本发明的技术方案四：

见图8；

如图8所示，所述方案一的滤波连接单元1仍由走行轨第一连接线101端、走行轨第二连接线102 端与走行轨焊接连接构成第一并联支路，方案三的滤波连接单元1置于方案一的滤波连接单元1外围，由走行轨第三连接线141端、走行轨第四连接线142端与走行轨焊接连接，在电感L ₄₁₁(含内阻R ₄₁₃)与走行轨第四连接线142端之间增加双向导通IGBT开关Q ₄₁₁，构成第二并联支路；

在上述方案的基础上，双向导通IGBT开关Q ₄₂₁具备智能控制能力，由控制芯片对其进行控制，功能是当方案一的滤波连接单元1中超级电容C ₁₁₁充电时，控制开关自身断开，使电容C ₁₁₁在走行轨并联段内阻R ₁₁₁段内形成的电压下充电。

如图8所示，所述方案一的滤波连接单元2仍由走行轨第一连接线201端、走行轨第二连接线202端与走行轨焊接连接构成第一并联支路，方案三的滤波连接单元2置于方案一的滤波连接单元2外围，由走行轨第三连接线241端、走行轨第四连接线242端与走行轨焊接连接，在电感L ₄₂₁(含内阻R ₄₂₃)与走行轨第四连接线242端之间增加双向导通IGBT开关Q ₄₂₁，构成第二并联支路；

在上述方案的基础上，双向导通IGBT开关Q ₄₂₁具备智能控制能力，由控制芯片对其进行控制，功能是当方案一的滤波连接单元2中超级电容C ₁₂₁充电时，控制开关自身断开，使电容C ₁₂₁在走行轨并联段内阻R ₁₂₁段内形成的电压下充电。

如图8所示，所述方案一的滤波连接单元3仍由走行轨第一连接线301端、走行轨第二连接线302端与走行轨焊接连接构成第一并联支路，方案三的滤波连接单元3置于方案一的滤波连接单元3外围，由走行轨第三连接线341端、走行轨第四连接线342端与走行轨焊接连接，在电感L ₄₃₁(含内阻R ₄₃₃)与走行轨第四连接线342端之间增加双向导通IGBT开关Q ₄₃₁，构成第二并联支路；

在上述方案的基础上，双向导通IGBT开关Q ₄₃₁具备智能控制能力，由控制芯片对其进行控制，功能是当方案一的滤波连接单元3中超级电容C ₁₃₁充电时，控制开关自身断开，使电容C ₁₃₁在走行轨并联段内阻R ₁₃₁段内形成的电压下充电；在上述方案的基础上，所述双向导通IGBT开关可以由接触器替代。

实施方式：

所述减少地铁走行轨供电回流产生迷流的方法中，本发明的技术方案四为在本发明的技术方案一的具体实施方式基础上结合本发明的技术方案三的具体实施方式而形成，实施方式是：

图8为本发明的技术方案四的连接单元结构示意图，当列车5如图2(b)所示进站电制动时，方案一的滤波连接单元1、方案一的滤波连接单元2、方案一的滤波连接单元3所构成的第一并联支路仍以本发明的技术方案一的实施方式运行；此时方案三的滤波连接单元1增加的双向导通IGBT开关Q ₄₁₁、方案三的滤波连接单元2增加的双向导通IGBT开关Q ₄₂₁、方案三的滤波连接单元3增加的双向导通IGBT开关Q ₄₃₁全部断开，使方案一的滤波连接单元1、方案一的滤波连接单元2、方案一的滤波连接单元3中的所有超级电容在各自走行轨并联段内阻段内形成的电压下充电。

当列车5如图2(c)、图2(d)所示启动运行离开车站站台并加速时，此时方案一的滤波连接单元1、方案一的滤波连接单元2、方案一的滤波连接单元3所构成的第一支路仍以本发明的技术方案一的实施方式运行；方案三的滤波连接单元1的双向导通IGBT开关Q ₄₁₁、方案三的滤波连接单元2的双向导通IGBT开关Q ₄₂₁、方案三的滤波连接单元3的双向导通IGBT开关Q ₄₃₁全部导通运行第二并联支路，以本发明的技术方案三的实施方式运行，进一步增强回流谐波成份滤波功能。

本发明的技术方案四通过控制芯片对所有单元中所有双向导通IGBT开关与所有接触器触点进行智能控制，对超级电容电流方向的改变进行调控，也对其可能的过压、过流进行保护。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims

一种减少地铁走行轨供电回流产生迷流的方法，其特征在于：对作为迷流源的走行轨自身的回流谐波成份采用及实施滤波方法。
如权利要求1所述的方法，其特征在于，在保持走行轨物理钢轨连续不变的状态下，采用并联电感、超级电容、IGBT开关、接触器的连接支路，通过对IGBT开关与接触器触点的控制，使超级电容放电，形成电压阻断并联轨段的正向导流，迫使电流走电感、超级电容、IGBT开关、接触器串联构成的并联支路，对回流的谐波成份进行有效的滤波。
如权利要求1所述的方法，其特征在于，在走行轨物理钢轨非连续的状态下，同时并联电感，对回流的谐波成份进行有效的滤波。
一种用于实现权利要求1-3任一项减少地铁走行轨供电回流产生迷流的方法的系统，其特征在于：所述系统包括滤波模组，所述滤波模组包括多个滤波连接单元，所述多个滤波连接单元至少包括滤波连接单元1、滤波连接单元3；

其中，所述滤波连接单元1于列车5停止在车站站台时列车尾端的走行轨轨腰处电连接，与走行轨并联；所述滤波连接单元3于列车5加速完毕进入匀速状态的时刻处的走行轨轨腰处电连接，与走行轨并联。
如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述多个滤波连接单元还包括滤波连接单元2，所述滤波连接单元2于列车5停止在车站站台时列车头端的走行轨轨腰处电连接，与走行轨并联。
如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述滤波模组的多个滤波连接单元各自与走行轨连接，为独立运行设备，互不连接。
如权利要求4-6任一项所述的系统，其特征在于，所述滤波模组的多个滤波连接单元分别包括至少一个电感，所述电感用于阻挡走行轨的回流的谐波成份。
如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述滤波模组的至少一个滤波连接单元包括至少一个超级电容和至少一个开关，所述超级电容、所述开关与所述电感串联连接；其中，所述超级电容用于在所述滤波连接单元中放电以形成电流回路，阻断并联轨段的正向导流。
如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述滤波连接单元包括至少一个接触器模组，所述接触器模组用于调节流经所述超级电容的电流方向。
如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述接触器模组包括多个接触器常开触点和/或接触器常闭触点，所述超级电容与所述多个接触器常开触点和/或接触器常闭触点并联和/或串联连接。
如权利要求8-10任一项所述的系统，其特征在于，所述开关为双向导通IGBT开关，用于控制电流的正反方向流通，并对超级电容在储能及放电时可能的过压、过流进行调节保护。
如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述系统包括在走行轨轨腰处设置有绝缘接头，所述滤波模组的至少一个滤波连接单元可以通过所述绝缘接头与走行轨轨腰处并联连接；所述绝缘接头用于阻隔走行轨的电流回路。