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铁路信号设备抗电气化不平衡牵引电流干扰测试与处理平台研究
| 论文题名： | 铁路信号设备抗电气化不平衡牵引电流干扰测试与处理平台研究 |
| 关键词： | 铁路信号设备;不平衡牵引电流;电磁兼容;虚拟仪器;瞬态干扰 |
| 摘要： | 铁路信号设备是铁路系统中易受干扰的设备，尤其在电力牵引区段，牵引电流极易对地面和车载信号设备形成强干扰。随着高速铁路、重载铁路的发展，现场铁路信号设备受电气化干扰的案例层出不穷，而大多数的电气化干扰来自不平衡牵引电流的干扰。目前，国内一些标准要求铁路信号设备进行抗不平衡牵引电流测试，但却没给出明确的测试方法。基于以上原因，本文开展了铁路信号设备抗电气化干扰测试与处理平台的研究。本文的研究工作如下: 1、分析了不平衡牵引电流对铁路信号设备干扰的机理，依据TB/T3073-2003《铁道信号电气设备电磁兼容性试验及其限值》对不平衡牵引电流的测试原理，制定了针对轨道电路、机车信号、扼流变压器信号设备基于虚拟仪器的不平衡牵引电流自动测试的方案，主要包括两种测试:基波脉冲和谐波测试。其中对于自动测试的实现，设计了谐波干扰和移频信号的自动生成及闭环调整的方案。 2、根据自动测试方案，完成了虚拟仪器测试平台硬件和软件的设计;硬件设计包括测试部分硬件、辅助测试硬件的搭建;软件设计包括基波及谐波测试流程设计、信号生成、瞬态干扰处理和谐波分析。针对电气化干扰中瞬态干扰的处理，分析了小波变换检测瞬态干扰的原理以及小波分解尺度、小波函数选择的原则;针对传统FFT分析谐波时由于频谱泄漏等原因带来的误差问题，分析了加窗插值FFT法的原理并利用该方法设计了谐波特性自动分析的方案。 3、利用LabVIEW软件开发环境，设计了自动测试和数据处理平台的软件，并详细介绍了各个功能模块的实现。其中，信号生成模块包括谐波干扰和移频信号，经软件生成，通过采集卡的模拟输出通道输出，经功放施加到被测系统中，再通过实时采集以及PID控制实现闭环调整;被测设备的状态通过接口电路转换为高低电平，再由数字采集实现检测，依次进行，从而实现自动测试;在实时测试中，可以对数据进行自动存储，利用离线分析模块对测试中保存的数据以及符合数据格式要求的数据进行时频域、谐波特性、瞬态干扰分析。 4、利用GUM法对测试平台的测量不确定度进行了分析，准确度指标满足设计要求。最后，利用本平台对轨道电路进行了不平衡牵引电流的实测，验证了测试系统的功能和高效;利用铁路现场实测的数据进行了处理，并分析了瞬态干扰对信号的影响以及信号中混有干扰时的谐波特性。 |
| 作者： | 田建兆 |
| 专业： | 交通信息工程及控制 |
| 导师： | 杨世武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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