1.一种覆冰情况下弓网受流质量稳定性的状态评估方法,其特征在于,首先建立覆冰情况下弓网受流质量稳定性测试平台,该测试平台包含:霍尔电流传感器(1)、高精度电压传感器(2)、速度传感器(3)、光电传感器(4)、滤波器(5)、上位机(6)、终端(7)、受电弓(8)以及列车(9);
所述霍尔电流传感器(1)包括上部霍尔电流传感器(10)、中部霍尔电流传感器(11)以及下部霍尔电流传感器(12),高精度电压传感器(2)包括上部高精度电压传感器(13)、中部高精度电压传感器(14)以及下部高精度电压传感器(15),速度传感器(3)包括上部速度传感器(16)、中部速度传感器(17)以及下部速度传感器(18),光电传感器(4)包括上部光电传感器(19)、中部光电传感器(20)以及下部光电传感器(21);
所述上部霍尔电流传感器(10)、中部霍尔电流传感器(11)以及下部霍尔电流传感器(12)安装在受电弓(8)的框架之上,上部高精度电压传感器(13)、中部高精度电压传感器(14)以及下部高精度电压传感器(15)并联安装在受电弓(8)接触点两侧,上部速度传感器(16)、中部速度传感器(17)以及下部速度传感器(18)固定在列车(9)车身之上,上部光电传感器(19)、中部光电传感器(20)以及下部光电传感器(21)安装在受电弓(8)上部的侧边,滤波器(5)、上位机(6)以及终端(7)放置于列车(9)车厢内部;
所述上部霍尔电流传感器(10)、中部霍尔电流传感器(11)、下部霍尔电流传感器(12)、上部高精度电压传感器(13)、中部高精度电压传感器(14)、下部高精度电压传感器(15)、上部速度传感器(16)、中部速度传感器(17)、下部速度传感器(18)、上部光电传感器(19)、中部光电传感器(20)以及下部光电传感器(21)的输出端与滤波器(5)的输入端电连接,滤波器(5)的输出端与上位机(6)的输入端电连接,上位机(6)的输出端与终端(7)的输入端电连接;
所述的一种覆冰情况下弓网受流质量稳定性的状态评估方法,其特征在于,包括以下步骤:第一步:基于搭建的覆冰情况下弓网受流质量稳定性测试平台,提出了一种覆冰情况下弓网受流质量稳定性的状态评估方法,包括以下步骤:S1:定义一个时间零点,从时间零点开始,上部霍尔电流传感器(10)、中部霍尔电流传感器(11)以及下部霍尔电流传感器(12)每0.2s检测一次电流,检测时间为5min,共检测
1500次,将检测的电流数据经过滤波器(5)消除谐波后,输送到上位机(6),在上位机(6)中计算第i次检测的电流的平均值Iavi,单位为A:式(1)中,I1i为上部霍尔电流传感器(10)第i次检测的电流值,I2i为中部霍尔电流传感器(11)第i次检测的电流值,I3i为下部霍尔电流传感器(12)第i次检测的电流值,以上电流单位均为A;
S2:与上部霍尔电流传感器(10)、中部霍尔电流传感器(11)以及下部霍尔电流传感器(12)同一个时间零点,从时间零点开始,上部高精度电压传感器(13)、中部高精度电压传感器(14)以及下部高精度电压传感器(15)每0.2s检测一次电压,检测时间为5min,共检测
1500次,将检测的电压数据经过滤波器(5)消除谐波后,输送到上位机(6),在上位机(6)中计算第i次检测的电压的平均值Uavi,单位为V:式(2)中,U1i为上部高精度电压传感器(13)第i次检测的电压值,U2i为中部高精度电压传感器(14)第i次检测的电压值,U3i为下部高精度电压传感器(15)第i次检测的电压值,以上电压单位均为V;
S3:与上部霍尔电流传感器(10)、中部霍尔电流传感器(11)以及下部霍尔电流传感器(12)同一个时间零点,从时间零点开始,上部速度传感器(16)、中部速度传感器(17)以及下部速度传感器(18)每1min检测一次速度,检测时间为5min,共检测五次,将检测的速度数据经过滤波器(5)消除谐波后,输送到上位机(6),在上位机(6)中计算第i次检测的速度的平均值Vavi,单位为km/h:式(3)中,V1i为上部速度传感器(16)第i次检测的速度值,V2i为中部速度传感器(17)第i次检测的速度值,V3i为下部速度传感器(18)第i次检测的速度值,以上速度单位均为km/h;
计算5min内的平均速度Vav,单位为km/h:
S4:与上部霍尔电流传感器(10)、中部霍尔电流传感器(11)以及下部霍尔电流传感器(12)同一个时间零点,从时间零点开始,上部光电传感器(19)、中部光电传感器(20)以及下部光电传感器(21)持续工作5min,检测弓网离线时间,检测到的弓网离线时间数据经过滤波器(5)消除谐波后,输送到上位机(6),在上位机(6)中计算平均弓网离线时间tav,单位为min:式(5)中,t1为上部光电传感器(19)检测的弓网离线时间,t2为中部光电传感器(20)检测的弓网离线时间,t3为下部光电传感器(21)检测的弓网离线时间,以上时间单位均为min;
计算平均弓网离线率ρ:
式(6)中,t为总检测时间,在这取5min;
所述S1、S2、S3以及S4同时进行;
S5:将上位机(6)中所得到的Iavi、Uavi、Vav以及ρ输入到终端(7)中,计算接触电阻Ri、平2
均接触电阻 以及接触电阻方差S,其中电阻单位为Ω:
式(8)中,n为总检测次数;
S6:计算速度性能因子Pv:
‑10 3 ‑6 2
Pv=‑5.861e Vav+2.188e Vav‑0.002176Vav+1.057 (10)S7:计算接触电阻稳定性因子Hr:
9 2 4 7 2 3 5 2 2 2
Hr=3.891e(S) ‑4.479e(S) +1.412e(S) +97.99S+0.09772 (11)S8:计算覆冰情况下弓网受流稳定性因子Gw:
Gw=Pv·Hr (12)
第二步:基于上述S4和S8计算得到的平均弓网离线率ρ和弓网受流稳定性因子Gw进行覆冰情况下弓网受流质量稳定性状态评估:当ρ∈(0,0.05]且Gw∈(0,0.3]时表征覆冰情况下弓网受流质量稳定性良好,当ρ∈(0,
0.05]且Gw∈(0.3,0.5]时表征覆冰情况下弓网受流质量稳定性一般,当ρ∈(0,0.05]且Gw∈(0.5,1]或ρ∈(0.05,1]时表征覆冰情况下弓网受流质量稳定性较差,需要立刻为接触网实施除冰融冰操作;
第三步:重复以上操作,即可检测在不同地段、时间段的列车在覆冰情况下弓网受流质量的稳定性。