鐵路信號設(shè)備抗電氣化不平衡牽引電流干擾測試與處理平臺研究.pdf

1、鐵路信號設(shè)備是鐵路系統(tǒng)中易受干擾的設(shè)備，尤其在電力牽引區(qū)段，牽引電流極易對地面和車載信號設(shè)備形成強(qiáng)干擾。隨著高速鐵路、重載鐵路的發(fā)展，現(xiàn)場鐵路信號設(shè)備受電氣化干擾的案例層出不窮，而大多數(shù)的電氣化干擾來自不平衡牽引電流的干擾。目前，國內(nèi)一些標(biāo)準(zhǔn)要求鐵路信號設(shè)備進(jìn)行抗不平衡牽引電流測試，但卻沒給出明確的測試方法?；谝陨显?，本文開展了鐵路信號設(shè)備抗電氣化干擾測試與處理平臺的研究。本文的研究工作如下:
　　1、分析了不平衡牽引電流對鐵

2、路信號設(shè)備干擾的機(jī)理，依據(jù)TB/T3073-2003《鐵道信號電氣設(shè)備電磁兼容性試驗(yàn)及其限值》對不平衡牽引電流的測試原理，制定了針對軌道電路、機(jī)車信號、扼流變壓器信號設(shè)備基于虛擬儀器的不平衡牽引電流自動測試的方案，主要包括兩種測試:基波脈沖和諧波測試。其中對于自動測試的實(shí)現(xiàn)，設(shè)計了諧波干擾和移頻信號的自動生成及閉環(huán)調(diào)整的方案。
　　2、根據(jù)自動測試方案，完成了虛擬儀器測試平臺硬件和軟件的設(shè)計;硬件設(shè)計包括測試部分硬件、輔助測試硬件

3、的搭建;軟件設(shè)計包括基波及諧波測試流程設(shè)計、信號生成、瞬態(tài)干擾處理和諧波分析。針對電氣化干擾中瞬態(tài)干擾的處理，分析了小波變換檢測瞬態(tài)干擾的原理以及小波分解尺度、小波函數(shù)選擇的原則;針對傳統(tǒng)FFT分析諧波時由于頻譜泄漏等原因帶來的誤差問題，分析了加窗插值FFT法的原理并利用該方法設(shè)計了諧波特性自動分析的方案。
　　3、利用LabVIEW軟件開發(fā)環(huán)境，設(shè)計了自動測試和數(shù)據(jù)處理平臺的軟件，并詳細(xì)介紹了各個功能模塊的實(shí)現(xiàn)。其中，信號生成模

4、塊包括諧波干擾和移頻信號，經(jīng)軟件生成，通過采集卡的模擬輸出通道輸出，經(jīng)功放施加到被測系統(tǒng)中，再通過實(shí)時采集以及PID控制實(shí)現(xiàn)閉環(huán)調(diào)整;被測設(shè)備的狀態(tài)通過接口電路轉(zhuǎn)換為高低電平，再由數(shù)字采集實(shí)現(xiàn)檢測，依次進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)自動測試;在實(shí)時測試中，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行自動存儲，利用離線分析模塊對測試中保存的數(shù)據(jù)以及符合數(shù)據(jù)格式要求的數(shù)據(jù)進(jìn)行時頻域、諧波特性、瞬態(tài)干擾分析。
　　4、利用GUM法對測試平臺的測量不確定度進(jìn)行了分析，準(zhǔn)確度指標(biāo)滿足設(shè)