CN108957238A - 城市轨道交通接触网故障定位的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种城市轨道交通接触网故障定位的装置及方法，涉及电网监控领域，该装置包括：直流变送器，双边联跳装置，直流牵引测控保护装置。直流变送器，双边联跳装置，直流牵引测控保护装置。直流变送器检测城市轨道交通接触网的电流和电压信息，并将检测到的电流和电压信息发送给直流牵引测控保护装置；直流牵引测控保护装置根据检测到的电流和电压信息确定城市轨道交通接触网的故障位置。通过本发明实施例中的装置及方法能快速找到故障的具体位置，提高了故障定位的效率。

Description

城市轨道交通接触网故障定位的装置及方法

技术领域

本发明涉及电网监控领域，具体而言，涉及一种城市轨道交通接触网故障定位的装置及方法。

背景技术

目前，类似于地铁的轨道交通的接触网的供电系统不再是单端供电方式或简单的双端供电方式，而是大小双边切换的双端供电方式，其供电系统也就相应的变复杂。供电系统发生故障时，快速、准确的找到故障就显得非常的困难。

现有的供电方式在发生故障后，通过人力去现场检测。这将花费巨大的人力物力资本以及时间较长，所以降低了运输的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种城市轨道交通接触网故障定位的装置及方法，以改善上述问题。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供了一种城市轨道交通接触网故障定位装置；包括：

直流变送器，设置在变电站与接触网之间。所述变电站用于给所述接触网供电；所述直流变送器用于检测所述接触网的第一电流、检测所述接触网对轨道的第一电压以及用于检测所述接触网对地的第二电压。

双边联跳装置，与相邻变电站的双边联跳装置连接。所述双边联跳装置用于从所述相邻变电站的所述双边联跳装置接收设置在其它变电站中的所述直流变送器检测的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。所述其它变电站用于给所述接触网供电；所述其它变电站包括所述相邻变电站。

直流牵引测控保护装置，连接在所述直流变送器和所述双边联跳装置之间。所述直流牵引测控保护装置用于接收所述直流变送器输出的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压；以及用于从所述双边联跳装置接收设置在其它变电站中的所述直流变送器检测的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。所述直流牵引测控保护装置还用于根据接收到的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压确定所述接触网故障的位置。

可选地，上述接触网包括上行接触网和下行接触网。在所述变电站和所述上行接触网之间、以及在所述变电站和所述下行接触网之间均配置有所述直流变送器、所述直流牵引测控保护装置和所述双边联跳装置。且设置在同一变电站中的所述上行接触网对应的两个所述联跳装置之间相互连接。

所述下行接触网对应的所述直流变送器用于采集所述下行接触网的第一子电流、检测所述下行接触网对轨道的第一子电压以及用于检测所述下行接触网对地的第二子电压，并将所述第一子电流、所述第一子电压以及所述第二子电压发送给所述下行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置。所述下行接触网对应的所述直流变送器还用于将所述第一子电流发送给所述上行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置。所述下行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置接收到的所述第一电压包括所述第一子电压，所述第二电压包括所述第二子电压。

所述上行接触网对应的所述直流变送器用于采集所述上行接触网的第二子电流、检测所述上行接触网对轨道的第三子电压以及用于检测所述上行接触网对地的第四子电压。并将所述第二子电流、所述第三子电压以及所述第四子电压发送给所述上行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置。所述上行接触网对应的所述直流变送器还用于将所述第二子电流发送给所述下行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置。所述上行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置接收到的所述第一电压包括所述第三子电压，所述第二电压包括所述第四子电压。

其中，所述下行接触网和所述上行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置接收到的所述第一电流均包括所述第一子电流和所述第二子电流。

可选地，上述直流牵引测控保护装置与所述双边联跳装置通过光纤连接，相邻的所述双边联跳装置之间通过光纤连接。

可选地，上述直流变送器与所述直流牵引测控保护装置通过电缆连接。

可选地，上述直流变送器与所述直流牵引测控保护装置通过光纤连接。

可选地，上述直流牵引测控保护装置用于通过乒乓法来接收本站的所述直流变送器检测的所述相邻变电站中的所述双边联跳装置发送的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。

第二方面，本发明实施例提供了一种城市轨道交通接触网故障定位的方法，应用于第一方面所述的城市轨道交通接触网故障定位装置。所述方法包括：

设置在每个变电站中的所述直流牵引测控保护装置获取设置在本站以及其他变电站中的所述直流变送器采集的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。

所述直流牵引测控保护装置根据所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压确定所述接触网的故障位置。

可选地，上述直流牵引测控保护装置根据所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压确定所述接触网的故障位置的步骤包括：

获取所述接触网的等效电阻和等效电感；

获取轨道的等效电阻和等效电感；

获取故障区间的长度；

所述直流牵引测控保护装置根据所述第一电流、所述第一电压、所述接触网的等效电阻和等效电感、所述轨道的等效电阻和等效电感、所述长度确定所述接触网的故障地点距离所述直流牵引测控保护装置的距离。

可选地，所述直流牵引测控保护装置根据所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压确定所述接触网的故障位置的步骤包括：

获取所述接触网的等效电阻和等效电感；

获取故障区间的长度；

所述直流牵引测控保护装置根据所述第二电压、第一电流、所述接触网的等效电阻和等效电感、所述长度确定所述接触网的故障地点距离所述直流牵引测控保护装置的距离。

可选地，通过以下公式计算所述接触网的故障地点距离所述直流牵引测控保护装置的距离：

其中，X为所述距离，D为所述长度，利用所述公式计算出X值，得出接触网故障点对直流牵引测控保护装置之间的距离。

本发明实施例提供了一种城市轨道交通接触网故障定位装置及方法；该装置包括：直流变送器，设置在变电站与接触网之间。所述变电站用于给所述接触网供电；所述直流变送器用于检测所述接触网的第一电流、检测所述接触网对轨道的第一电压以及用于检测所述接触网对地的第二电压。双边联跳装置，与相邻变电站的双边联跳装置连接。所述双边联跳装置用于从所述相邻变电站的所述双边联跳装置接收设置在其它变电站中的所述直流变送器检测的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。所述其它变电站用于给所述接触网供电；所述其它变电站包括所述相邻变电站。直流牵引测控保护装置，连接在所述直流变送器和所述双边联跳装置之间。所述直流牵引测控保护装置用于接收所述直流变送器输出的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压；以及用于从所述双边联跳装置接收设置在其它变电站中的所述直流变送器检测的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。所述直流牵引测控保护装置还用于根据接收到的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压确定所述接触网故障的位置。能便捷、准确的确定故障的位置。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，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实施例了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的城市轨道交通故障定位装置的结构图；

图2为本发明实施例提供的又一种城市轨道交通故障定位装置的结构图；

图3为本发明实施例提供的乒乓法的示意图；

图4为本发明实施例提供的接触网对轨道的等效电路示意图；

图5为本发明实施例提供的接触网对地的等效电路示意图；

图6为本发明实施例提供的直流牵引测控保护装置的接线端子图；

图7为本发明实施例提供的双边联跳装置端子的示意图；

图8为本发明实施例提供的直流变送器端子的示意图；

图9为本发明实施例提供的流程框图。

图中：10-城市轨道交通接触网故障定位装置；100-直流变送器；200-直流牵引测控保护装置；300-双边联跳装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请结合参阅图1-图2和图6-图8，本发明实施例提供了一种城市轨道交通接触网故障定位装置10；包括：

直流变送器100，设置在变电站与接触网之间。所述变电站用于给所述接触网供电；所述直流变送器100用于检测所述接触网的第一电流，检测所述接触网对轨道的第一电压以及用于检测所述接触网对地的第二电压。

双边联跳装置300，与相邻变电站的双边联跳装置300连接。所述双边联跳装置300用于从所述相邻变电站的所述双边联跳装置300接收设置在其它变电站中的所述直流变送器100检测的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。所述其它变电站用于给所述接触网供电；所述其它变电站包括所述相邻变电站。

直流牵引测控保护装置200，连接在所述直流变送器100和所述双边联跳装置300之间。所述直流牵引测控保护装置200用于接收所述直流变送器100输出的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压；以及用于从所述双边联跳装置300接收设置在其它变电站中的所述直流变送器100检测的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。所述直流牵引测控保护装置200还根据接收到的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压确定所述接触网故障的位置。

可选的，上述接触网包括上行接触网和下行接触网。在所述变电站和所述上行接触网之间、以及在所述变电站和所述下行接触网之间均配置有所述直流变送器100、所述直流牵引测控保护装置200和所述双边联跳装置300。且设置在同一变电站中的所述上行接触网对应的两个所述双边联跳装置300之间相互连接。设置在同一变电站中的所述下行接触网对应的两个所述双边联跳装置100之间相互连接。

所述下行接触网对应的所述直流变送器100用于采集所述下行接触网的第一子电流、检测所述下行接触网对轨道的第一子电压以及用于检测所述下行接触网对地的第二子电压。并将所述第一子电流、所述第一子电压以及所述第二子电压发送给所述下行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置200，所述下行接触网对应的所述直流变送器100还用于将所述第一子电流发送给所述上行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置200。所述下行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置200接收到的所述第一电压包括所述第一子电压，所述第二电压包括所述第二子电压。

所述上行接触网对应的所述直流变送器100用于采集所述上行接触网的第二子电流、检测所述上行接触网对轨道的第三子电压以及用于检测所述上行接触网对地的第四子电压。并将所述第二子电流、所述第三子电压以及所述第四子电压发送给所述上行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置200。所述上行接触网对应的所述直流变送器100还用于将所述第二子电流发送给所述下行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置200。所述上行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置200接收到的所述第一电压包括所述第三子电压，所述第二电压包括所述第四子电压。

其中，所述下行接触网和所述上行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置200接收到的所述第一电流均包括所述第一子电流和所述第二子电流。

可选的，所述上行接触网和所述下行接触网中的所述直流变送器100、所述直流牵引测控保护装置200和所述双边联跳装置300相互之间的连接关系是一致的。

可选的，在本发明实施例中，以三个变电站共同为接触网供电为例，具体分析如下：

可选的，所述城市轨道交通接触网故障定位装置10中的每一个直流牵引测控保护装置200将接收三部分的数据，以A站上行接触网侧的直流牵引测控保护装置200为例；其余直流牵引测控保护装置200接收数据的形式是一致的。直流牵引测控保护装置200接收的第一部分数据是A站上行侧的直流变送器100检测的第一部分数据(第一子电流、第一电压和第二电压)，直流牵引测控保护装置200接收的第二部分数据是A站上行侧的双边联跳装置300获取的第二部分数据(其它变电站，例如B站和C站的直流变送器100检测的第一电流、第一电压和第二电压)，直流牵引测控保护装置200接收的第三部分数据是A站下行侧的直流变送器100检测的第三部分数据(第二子电流)。

进一步的，A站的上行侧的直流牵引测控保护装置200接收的第一电流包括第一子电流和第二子电流。

进一步的，所述第二部分数据是本变电站的上行侧的双边联跳装置300获取的数据。例如，在本发明实施例中，有三个变电站，则本变电站的上行侧的双边联跳装置300获取的数据为另外两个变电站的各自上行侧的直流牵引测控保护装置200获取的各自侧的第一电流、第一电压和第二电压。这里需要说明的是，所述第一电流指的是本变电站本侧的直流变送器100监测的本侧接触网的电流和本站另一侧的直流变送器100监测的接触网电流，所述第一电压指的是本变电站本侧的直流变送器100监测的本侧接触网对轨道的电压，所述第二电压指的是本变电站本侧的直流变送器100监测的本侧接触网对地的电压。

进一步的，第三部分数据为本变电站的下行侧的直流变送器100监测的下行侧的接触网的第一电流。

进一步的，在本发明实施例中，变电站的数量为三个，但在具体的实施例中，所述变电站的数量可以根据具体情况限定，并不限于只为三个。但是直流牵引测控保护装置200获取数据的方式是一样的。

可选地，上述直流牵引测控保护装置200与所述双边联跳装置300通过光纤连接，相邻的所述双边联跳装置300之间通过光纤连接。

进一步的，如图1和图2中的虚线连接所示，所述直流牵引测控保护装置200与所述双边联跳装置300之间均可以设置光纤通信板，所述光纤通信板用于光纤通信。光纤通信板的设置使所述第一电流、第一电压和第二电压通过光纤传播进而衰减较小，传播速度快。

可选地，上述直流变送器100与所述直流牵引测控保护装置200通过电缆连接。如图1中的实线连接所示。

进一步的，当直流变送器100与所述直流牵引测控保护装置200通过电缆连接时，所述电缆包括第一电缆、第二电缆和第三电缆。所述第一电缆和所述第二电缆连接本侧的直流牵引测控保护装置200，所述第三电缆连接另一侧的直流牵引测控保护装置200。所述第一电缆传输的是第一电压和第二电压，所述第二电缆和所述第三电缆传输的均为第一电流。需要说明的是，所述第一子电流是相对于本侧的直流变送器100获取的电流，相对于另一侧而言，本侧的直流变送器100获取的电流传输给另一侧的直流牵引测控保护装置200的电流相对于另一侧的直流牵引测控保护装置200为第二子电流。

可选地，上述直流变送器100与所述直流牵引测控保护装置200也可以通过光纤连接(如图2中的虚线连接所示)。这里所说的光纤连接是，同侧的所述直流变送器100与所述直流牵引测控保护装置200可以通过光纤连接；同时同一变电站中，上行侧的所述直流变送器100与下行侧的直流牵引测控保护装置200也可以通过光纤连接。同理，下行侧的所述直流变送器100与上行侧的直流牵引测控保护装置200也可以通过光纤连接。

进一步需要说明的是，在本发明实施中，直流牵引测控保护装置200获取的所述的第一电流包含两部分电流，一部分是本侧的直流变送器100检测的相对于本侧接触网的第一子电流，另一部分是另一侧直流变送器100检测的相对于另一侧接触网的第二子电流。

可选的，在本发明实施例中，上述直流牵引测控保护装置200用于通过乒乓法来接收本站的所述直流变送器100检测的以及所述相邻变电站中的所述双边联跳装置300发送的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。通过这种方式获取同步数据，以提高计算结果的准确性，更准确的判断出故障的具体位置。

请参阅图3，在本发明的实施例中，获取同步数据的方式为将直流变送器100选择为时间基准终端并设置为主站。与之直接连接的另一接触网上的直流牵引测控保护装置200设置为子站。主子站是为了采样时间同步的方便而设置。时间同步利用一个数据帧接收时间执行。为了执行子站的时间同步，主站将时间信号发到子站并且子站继电器的采样时间与子站接收时间同步；这样检测的数据才能用于轨道交通的故障定位法计算出故障的具体位置。

进一步的，获取同步数据的方式可以是主站发送一个时间指令给子站，也就是其中一个直流牵引测控保护装置200在采集数据时，将发送一个命令给其余直流牵引测控保护装置200，其余直流牵引测控保护装置200基于此命令采集对应的数据。所述对应的数据为所述其余直流牵引测控保护装置200中每一个直流牵引测控保护装置200采集的对应的第一电流、第一电压和第二电压。

请参阅图6，为本发明实施例中直流牵引测控保护装置200的接线端子图。可以包括A端子(模拟量接入端子)、B端子(开出端子)C端子(通信端子)D端子(电源端子)E端子(开入端子)2路以太网接口、2路光纤接口、2路USB接口、1路B码对时接口。

请参阅图7，为本发明实施例中双边联跳装置300的接线端子图。可以包括：1路电源端子、1个接地端子、1路458通信端子、2组共8路开入、2组共8路开出、1路告警指示端子、2路大小双边切换指示端子。

请参阅图8，为本发明实施例中直流变送器100的接线端子图。可以包括1路电源接口，1路458通信，8路继电器，3路电压输出、5路电流输出接口。

本发明实施例提供的一种城市轨道交通定位装置的工作原理如下：

所述直流变送器检测城市轨道交通接触网的电流和电压信息，并将检测到的电流和电压信息发送给所述本变电站的同侧的直流牵引测控保护装置；所述直流牵引测控保护装置还接收所述本变电站的同侧的所述双边联跳装置的电流和电压信息和本变电站的另一侧的直流变送器检测的电流信息。所述城市轨道交通定位装置中上行侧的每一个直流牵引测控保护装置接收的数据是相同的，所述城市轨道交通定位装置中下行侧的每一个直流牵引测控保护装置接收的数据也是相同的。所述城市轨道交通定位装置的每一个直流牵引测控保护装置均依据故障定位算法进行故障的准确定位。

本发明实施例提供了一种城市轨道交通接触网故障定位装置；包括：直流变送器，设置在变电站与接触网之间。所述变电站用于给所述接触网供电；所述直流变送器用于检测所述接触网的第一电流，检测所述接触网对轨道的第一电压以及用于检测所述接触网对地的第二电压。双边联跳装置，与相邻变电站的双边联跳装置连接。所述双边联跳装置用于从所述相邻变电站的所述双边联跳装置接收设置在其它变电站中的所述直流变送器检测的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。所述其它变电站用于给所述接触网供电；所述其它变电站包括所述相邻变电站。直流牵引测控保护装置，连接在所述直流变送器和所述双边联跳装置之间。所述直流牵引测控保护装置用于接收所述直流变送器输出的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压；以及用于从所述双边联跳装置接收设置在其它变电站中的所述直流变送器检测的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。所述直流牵引测控保护装置还用于根据接收到的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压确定所述接触网故障的位置。能便捷、准确的确定故障的位置。

请参阅图9，本发明实施例提供了一种城市轨道交通接触网故障定位的方法，应用于第一方面所述的城市轨道交通接触网故障定位装置。所述方法包括：

S400：设置在每个变电站中的所述直流牵引测控保护装置获取设置在本站以及其他变电站中的所述直流变送器采集的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。

S500：所述直流牵引测控保护装置根据所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压通过故障定位算法处理得到轨道交通电网故障的具体位置。

在本发明实施例中，上述直流牵引测控保护装置根据所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压确定所述接触网的故障位置的步骤包括：

获取所述接触网的等效电阻和等效电感；

获取故障区间的长度；

所述直流牵引测控保护装置根据所述第二电压、第一电流、所述接触网的等效电阻和等效电感、所述长度确定所述接触网的故障地点距离所述直流牵引测控保护装置的距离。

可选地，通过以下公式计算所述接触网的故障地点距离所述直流牵引测控保护装置的距离：

其中，X为所述距离，D为所述长度，利用所述公式计算出X值，得出接触网故障点对直流牵引测控保护装置之间的距离。

进一步的，上述获取等效电路的过程为如下所述的方式：

请参阅图4，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。

进一步的，在本发明实施例针对基于上述接触网对轨道的等效电路图，提供的一种具体检测方法。在上行或下行接触网等效线路与轨道等效线路之间，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xRc、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。

根据基尔霍夫第二定律，图4中1回路，所增加经整理后的算法如公式(1)，下式中：X为故障点发生的地点离测量装置本侧的距离；D为故障区间长度。

在上述公式(1)中，i₁、i₂为第一回路电流；i₃为第二回路支路电流。

根据基尔霍夫第二定律，图4中2回路，所增加经整理后的算法如公式(2)，即：利用接触网测距以及接触网与钢轨测距。下式中：X为故障点发生的地点离测量装置本侧的距离；D为故障区间长度。

在上述公式(2)中，i3’为第二回路之路电流。

请参阅图5，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。

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节点和接地。

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节点和接地。

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。进一步的，本发明实施例针对上述提供的接触网对地等效电路图，提供了具体检测方法。

在上行或下行接触网等效线路与地之间，发生接地故障，故障点为c。

利用接触网与地测距，所增加的算法如公式(3)所示。下式中：X为故障点发生的地点离测量装置本侧的距离；D为故障区间长度。

上述3个公式中的i₁、i₂、i₃、i₃’、u+-1、u+-2、u+GND1和u+GND2是上述装置配置方案中(以A站上行侧直流变送器100与B站左边上行侧直流变送器100，A站上行侧直流变送器100采集的电流为i₁为例，其余间隔以此类推)：i₁是A站上行侧直流变送器100采集的电流i₁、i₂是B站左边上行侧直流变送器100采集的电流i₁、i₃是A站下行侧直流变送器100采集的电流、i₃’是B站左边下行侧直流变送器100采集的电流、u+-1是A站直流变送器100采集的电压、u+-2是B站左边上行侧直流变送器100采集的电压、u+GND1是A站直流变送器100采集的电压、u+GND2是B站左边上行侧直流变送器100采集的电压u+GND。D可以通过测量接触网线长而得。RC、LC、Rr、Lr均可以通过现场测试得到。

本发明实施例提供了一种城市轨道交通接触网故障定位的方法，应用于第一方面所述的城市轨道交通接触网故障定位装置10。所述方法包括：

设置在每个变电站中的所述直流牵引测控保护装置200获取设置在本站以及其他变电站中的所述直流变送器100采集的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。

所述直流牵引测控保护装置200根据所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压通过故障定位算法处理得到轨道交通电网故障的具体位置。能快速、准确的找到故障的具体位置，增加了交通运输的效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种城市轨道交通接触网故障定位装置，其特征在于，包括：

直流变送器，设置在变电站与接触网之间；所述变电站用于给所述接触网供电；所述直流变送器用于检测所述接触网的第一电流、检测所述接触网对轨道的第一电压以及用于检测所述接触网对地的第二电压；

双边联跳装置，与相邻变电站的双边联跳装置连接；所述双边联跳装置用于从所述相邻变电站的所述双边联跳装置接收设置在其它变电站中的所述直流变送器检测的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压，所述其它变电站用于给所述接触网供电；所述其它变电站包括所述相邻变电站；

直流牵引测控保护装置，连接在所述直流变送器和所述双边联跳装置之间，所述直流牵引测控保护装置用于接收所述直流变送器输出的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压；以及用于从所述双边联跳装置接收设置在其它变电站中的所述直流变送器检测的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压；所述直流牵引测控保护装置还用于根据接收到的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压确定所述接触网故障的位置。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接触网包括上行接触网和下行接触网，在所述变电站和所述上行接触网之间、以及在所述变电站和所述下行接触网之间均配置有所述直流变送器、所述直流牵引测控保护装置和所述双边联跳装置；且设置在同一变电站中的所述上行接触网对应的两个所述联跳装置之间相互连接；

所述下行接触网对应的所述直流变送器用于采集所述下行接触网的第一子电流、检测所述下行接触网对轨道的第一子电压以及用于检测所述下行接触网对地的第二子电压，并将所述第一子电流、所述第一子电压以及所述第二子电压发送给所述下行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置，所述下行接触网对应的所述直流变送器还用于将所述第一子电流发送给所述上行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置；所述下行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置接收到的所述第一电压包括所述第一子电压，所述第二电压包括所述第二子电压；

所述上行接触网对应的所述直流变送器用于采集所述上行接触网的第二子电流、检测所述上行接触网对轨道的第三子电压以及用于检测所述上行接触网对地的第四子电压，并将所述第二子电流、所述第三子电压以及所述第四子电压发送给所述上行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置，所述上行接触网对应的所述直流变送器还用于将所述第二子电流发送给所述下行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置；所述上行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置接收到的所述第一电压包括所述第三子电压，所述第二电压包括所述第四子电压；

其中，所述下行接触网和所述上行接触网对应的所述直流牵引测控保护装置接收到的所述第一电流均包括所述第一子电流和所述第二子电流。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流牵引测控保护装置与所述双边联跳装置通过光纤连接，相邻的所述双边联跳装置之间通过光纤连接。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述直流变送器与所述直流牵引测控保护装置通过电缆连接。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述直流变送器与所述直流牵引测控保护装置通过光纤连接。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述直流牵引测控保护装置用于通过乒乓法来接收本站的所述直流变送器检测的所述相邻变电站中的所述双边联跳装置发送的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压。

7.一种城市轨道交通接触网故障定位的方法，应用于如权利要求1所述的装置中，其特征在于，所述方法包括：

设置在每个变电站中的所述直流牵引测控保护装置获取设置在本站以及其他变电站中的所述直流变送器采集的所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压；

所述直流牵引测控保护装置根据所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压确定所述接触网的故障位置。

8.根据权利要求7所述的城市轨道交通接触网故障定位的方法，其特征在于，所述直流牵引测控保护装置根据所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压确定所述接触网的故障位置的步骤包括：

获取所述接触网的等效电阻和等效电感；

获取轨道的等效电阻和等效电感；

获取故障区间的长度；

所述直流牵引测控保护装置根据所述第一电流、所述第一电压、所述接触网的等效电阻和等效电感、所述轨道的等效电阻和等效电感、所述长度确定所述接触网的故障地点距离所述直流牵引测控保护装置的距离。

9.根据权利要求7所述的城市轨道交通接触网故障定位的方法，其特征在于，所述直流牵引测控保护装置根据所述第一电流、所述第一电压和所述第二电压确定所述接触网的故障位置的步骤包括：

获取所述接触网的等效电阻和等效电感；

获取故障区间的长度；

所述直流牵引测控保护装置根据所述第二电压、第一电流、所述接触网的等效电阻和等效电感、所述长度确定所述接触网的故障地点距离所述直流牵引测控保护装置的距离。

10.根据权利要求9所述的城市轨道交通接触网故障定位的方法，其特征在于，通过以下公式计算所述接触网的故障地点距离所述直流牵引测控保护装置的距离：

将获取数据带入公式：

其中，X为所述距离，D为所述长度，利用所述公式计算出X值，得出接触网故障点对直流牵引测控保护装置之间的距离。