CN115320646A - 一种列车及其接地控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种列车及其接地控制系统和方法，应用于轨道交通技术领域，包括：按照预设规则间歇性地触发车体环流检测；每当触发了车体环流检测之后，确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，并将其中的最小值所对应的接地模式作为当前的目标接地模式；在选取出新的目标接地模式之前，控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式；第一接地模式下保护接地点与工作接地点均在同一侧钢轨，第二接地模式下保护接地点与工作接地点分列两侧钢轨；第三接地模式下，两侧钢轨均有保护接地点与工作接地点。应用本申请的方案，可以在保障列车行车安全的前提下，有效地降低“车—轨”环流。

Description

一种列车及其接地控制系统和方法

技术领域

本发明涉及轨道交通技术领域，特别是涉及一种列车及其接地控制系统和方法。

背景技术

近年来，高速铁路飞速发展，对于列车牵引功率的需求也在不断增大。随着列车运行速度与牵引功率的不断提高，高速列车的接地系统作为列车运行能量回馈的唯一通道，现行的接地方式在运行中逐渐暴露出很多问题。

高速铁路供电系统通常采用工频50Hz，25kV的高压供电制式，牵引变电所抽取三相输电线中的一相，为接触网提供单相交流电。动车组通过受电弓搭载的碳滑板与接触网接触受流，电流流经车载断路器、高压电缆等高压设备，最终通过变压器降压后，牵引电流由变压器副边绕组流入牵引变流器以驱动牵引电机。并且，在列车供电系统的高压侧，变压器一次绕组输出端与车体下方的工作接地轮对相连，使得工作电流流经变压器一次绕组后泄放至钢轨，并将电能通过钢轨、贯通地线、回流线等途径回馈至牵引变电所。可以看出，高速列车的工作接地系统可以为牵引电流的回流提供通道。

车载接地系统由工作接地系统和保护接地系统组成，保护接地轮对直接将车厢外壳和钢轨连接，使得列车在遭受雷电冲击、升降弓浪涌电压冲击等情况下，通过保护接地系统可以给过电压提供泄放的通道。

在列车实际运行时，保护接地系统具有低阻抗的特性，即在列车运行线路上，保护接地系统的阻抗值会低于钢轨和土壤的等效阻抗值。因此，在牵引电流通过工作接地泄放到钢轨上进行回流时，回流的电流并非全部从钢轨流回至牵引变电所，而是会有部分电流由附近的低阻抗保护接地轮对流向车厢，再经车厢传播到其他保护接地轮对，即出现了“车—轨”环流问题，也可以称为车体环流。

并且，列车运行过程中会经历各种各样的地形，不同土壤的电阻率不同，使得列车在经过土壤电阻率较低的地方时，电流会更多的由钢轨和大地进行回流，而在经过土壤电阻率较高的地方时，由于列车保护接地系统的阻抗要远小于土壤阻抗，此时，泄放到钢轨上的牵引电流会有很大部分经列车的保护接地轮对流向车厢，即进一步加重了“车—轨”环流问题。“车—轨”环流长期存在，会严重破坏车内的电磁环境，干扰车载通讯设备，还可能引起车体或设备的异常发热，烧毁设备绝缘等情况，保护接地轮对上过大的回流电流会造成车轮轴承、接地碳刷腐蚀严重。此外，由于车体是车载设备和弱电信号的公共参考地，车体电位的升高，可能会对车载传感器、低压弱电设备和控制系统等造成干扰甚至损坏，严重影响列车的运行安全。

对此，目前的高速列车接地系统中，为了抑制上述的“车—轨”环流问题，往往选择在车体和接地碳刷之间加入电阻器以增大车体电阻，使电流通过电阻器进入车体的分量较少。但是当发生雷击及升降弓过电压冲击时，车体电压会大幅抬升，该电阻器会妨碍过电压的泄放速度，过高的车体电压会严重损坏车载通讯、信号等弱电设备。

综上所述，如何在保障列车行车安全的前提下，有效地降低“车—轨”环流，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车及其接地控制系统和方法，以在保障列车行车安全的前提下，有效地降低“车—轨”环流。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种列车的接地控制方法，包括：

按照预设规则间歇性地触发车体环流检测；

每当触发了所述车体环流检测之后，确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，并将其中的最小值所对应的接地模式作为当前的目标接地模式；

在选取出新的目标接地模式之前，控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式；

其中，当所述列车处于预设的第一接地模式时，所述列车的各组保护接地轮对的接地钢轨以及各组工作接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨；

当所述列车处于预设的第二接地模式时，所述列车的各组保护接地轮对的接地钢轨均为所述第一钢轨，所述列车的各组工作接地轮对的接地钢轨均为第二钢轨；

当所述列车处于预设的第三接地模式时，所述列车的部分保护接地轮对的接地钢轨为所述第一钢轨，剩余的各组保护接地轮对的接地钢轨为所述第二钢轨，所述列车的部分工作接地轮对的接地钢轨为所述第一钢轨，剩余的各组工作接地轮对的接地钢轨为所述第二钢轨。

优选的，所述按照预设规则间歇性地触发车体环流检测，包括：

每隔第一时长触发车体环流检测，或者，每当列车行进了第一距离时触发车体环流检测。

优选的，所述确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，包括：

针对预设的三种接地模式中的任意1种接地模式，在控制列车处于该接地模式之后，获取预设的各个保护接地点的电流值，并将其中的最大值作为确定出的该接地模式下的车体环流值。

优选的，针对列车的每1组保护接地轮对，在该组保护接地轮对与车厢连接的位置处设置1个保护接地点。

优选的，所述列车设置了a+b组保护接地轮对，c组工作接地轮对；且a组保护接地轮对的接地钢轨固定为第一钢轨，b组保护接地轮对的接地钢轨由控制器控制；c组工作接地轮对的接地钢轨由控制器控制；

所述控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式，包括：

当当前确定出的目标接地模式为第一接地模式时，控制所述列车的b组保护接地轮对的接地钢轨，以及c组工作接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨；

当当前确定出的目标接地模式为第二接地模式时，控制所述列车的b组保护接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨，并控制c组工作接地轮的接地钢轨均为第二钢轨；

当当前确定出的目标接地模式为第三接地模式时，控制所述列车的b组保护接地轮对中的b1组保护接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，控制所述列车的b 组保护接地轮对中的b2组保护接地轮对的接地钢轨为第二钢轨，控制所述列车的c组工作接地轮对中的c1组工作接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，控制所述列车的c组工作接地轮对中的c2组工作接地轮对的接地钢轨为第二钢轨；

其中，b1为非负整数，a，b，c，b2，c1，c2均为正整数，且b1+b2＝b，c1+c2＝c。

优选的，针对c组工作接地轮对中的任意1组工作接地轮对，该组工作接地轮对的左侧轮通过为该组工作接地轮对所设置的第一开关与牵引变压器原边绕组连接，该组工作接地轮对的右侧轮通过为该组工作接地轮对所设置的第二开关与所述牵引变压器原边绕组连接；

针对b组保护接地轮对中的任意1组保护接地轮对，该组保护接地轮对的左侧轮通过为该组保护接地轮对所设置的第三开关与车厢连接，该组保护接地轮对的右侧轮通过为该组保护接地轮对所设置的第四开关与所述车厢连接。

优选的，所述第一开关，所述第二开关，所述第三开关以及所述第四开关均为GTO。

一种列车的接地控制系统，包括：多组保护接地轮对，多组工作接地轮对以及控制器，所述控制器用于：

按照预设规则间歇性地触发车体环流检测；

每当触发了所述车体环流检测之后，确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，并将其中的最小值所对应的接地模式作为当前的目标接地模式；

在选取出新的目标接地模式之前，控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式；

其中，当所述列车处于预设的第一接地模式时，所述列车的各组保护接地轮对的接地钢轨以及各组工作接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨；

当所述列车处于预设的第二接地模式时，所述列车的各组保护接地轮对的接地钢轨均为所述第一钢轨，所述列车的各组工作接地轮对的接地钢轨均为第二钢轨；

当所述列车处于预设的第三接地模式时，所述列车的部分保护接地轮对的接地钢轨为所述第一钢轨，剩余的各组保护接地轮对的接地钢轨为所述第二钢轨，所述列车的部分工作接地轮对的接地钢轨为所述第一钢轨，剩余的各组工作接地轮对的接地钢轨为所述第二钢轨。

优选的，所述列车设置了a+b组保护接地轮对，c组工作接地轮对；且a组保护接地轮对的接地钢轨固定为第一钢轨，b组保护接地轮对的接地钢轨由控制器控制；c组工作接地轮对的接地钢轨由控制器控制；

所述控制器控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式，具体用于：

当当前确定出的目标接地模式为第一接地模式时，控制所述列车的b组保护接地轮对的接地钢轨，以及c组工作接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨；

当当前确定出的目标接地模式为第二接地模式时，控制所述列车的b组保护接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨，并控制c组工作接地轮的接地钢轨均为第二钢轨；

当当前确定出的目标接地模式为第三接地模式时，控制所述列车的b组保护接地轮对中的b1组保护接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，控制所述列车的b 组保护接地轮对中的b2组保护接地轮对的接地钢轨为第二钢轨，控制所述列车的c组工作接地轮对中的c1组工作接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，控制所述列车的c组工作接地轮对中的c2组工作接地轮对的接地钢轨为第二钢轨；

其中，b1为非负整数，a，b，c，b2，c1，c2均为正整数，且b1+b2＝b，c1+c2＝c。

一种列车，包括如上述所述的列车的接地控制系统。

应用本发明实施例所提供的技术方案，考虑到列车的保护接地方式不同时，会对“车—轨”环流，即对车体环流值造成影响，并且列车运行环境不同时，最优的保护接地方式不同。因此，本申请的方案中，设置了3种不同的接地模式，其一为各组保护接地轮对的接地钢轨与各组工作接地轮对的接地钢轨均在一侧。其二是各组保护接地轮对的接地钢轨，以及各组工作接地轮对的接地钢轨分列两侧。其三是两侧接地钢轨均设置有保护接地轮对和工作接地轮对。

随着列车的运行，本申请的方案中，会按照预设规则间歇性地触发车体环流检测。每次触发了车体环流检测之后，会确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，并将其中的最小值所对应的接地模式作为当前的目标接地模式，即当前确定出的目标接地模式，便是列车当前所处环境下最优的接地模式，因此，在选取出新的目标接地模式之前，控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式，起到了有效地降低车体环流的目的。并且本申请的方案并不需要如传统方案中增设电阻器，不会影响列车的运行安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明中一种列车的接地控制方法的实施流程图；

图2a为本发明一种具体实施方式中列车在第一接地模式下的接地示意图；

图2b为本发明一种具体实施方式中列车在第二接地模式下的接地示意图；

图2c为本发明一种具体实施方式中列车在第三接地模式下的接地示意图；

图3a为本发明一种具体实施方式中变压器车厢的接地结构示意图；

图3b为本发明一种具体实施方式中非变压器车厢的接地结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种列车的接地控制方法，可以在保障列车行车安全的前提下，有效地降低“车—轨”环流。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参考图1，图1为本发明中一种列车的接地控制方法的实施流程图，该列车的接地控制方法可以包括以下步骤：

步骤S101：按照预设规则间歇性地触发车体环流检测。

列车的保护接地电流会受到钢轨和土壤等效电阻的影响，而由于列车在不断运行，使得该等效电阻会不断变化。本申请会不断地改变接地方式，接地方式的改变，会改变工作接地电流流向钢轨后的回流路径，因此，对于列车具体的运行环境而言，会存在一个能够使得保护接地电流最小的接地方式，也即此时最合适的接地方式。

随着列车不断运行，最合适的接地方式可能发生变化，因此，本申请的方案需要按照预设规则间歇性地触发车体环流检测，使得后续进行目标接地模式的更新。

预设规则的具体内容可以根据需要进行设定和调整，例如一种简单的方式便是周期性地触发车体环流检测，又如，考虑到列车车速会不断变化，可以间隔一定距离触发车体环流检测。

即在本发明的一种具体实施方式中，步骤S101可以具体包括：

每隔第一时长触发车体环流检测，或者，每当列车行进了第一距离时触发车体环流检测。

该种实施方式的预设规则较为简单，便于实施。此外需要说明的是，以每隔第一时长触发车体环流检测为例，例如第一时长设置为20分钟，即每隔20 分钟可以触发车体环流检测，而触发了车体环流检测之后，由于执行后续的步骤S102以及步骤S103存在一定的耗时，可以在步骤S103执行完毕之后，再开始进行下一个20分钟的计时，当然，也可以在每次执行完步骤S101之后，直接开始下一个20分钟的计时，即，将步骤S102以及步骤S103的耗时算入第一时长内，根据实际需要进行选择即可，均不影响本发明的实施。每当列车行进了第一距离时触发车体环流检测与此同理。

在上述实施方式中，是按照一定时间周期，或者间隔一定距离来触发车体环流检测，优点是较为简单，便于实施。而在实际应用中，可以根据实际需要，设定更加复杂，合适的触发规则。例如对于具体的列车而言，其运行线路是确定的，在运行线路上，不同类型土壤的所在位置也可以预先确定，并且通常不会发生大面积改变。因此，可以基于列车所经过的不同地形，预先划分出不同路段，每当进行路段切换时便触发1次车体环流检测。可以看出，这样的实施方式能够让接地模式切换地非常合理。

步骤S102：每当触发了车体环流检测之后，确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，并将其中的最小值所对应的接地模式作为当前的目标接地模式。

本申请设置了列车的三种接地模式，其中，当列车处于预设的第一接地模式时，列车的各组保护接地轮对的接地钢轨以及各组工作接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨；

当列车处于预设的第二接地模式时，列车的各组保护接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨，列车的各组工作接地轮对的接地钢轨均为第二钢轨；

当列车处于预设的第三接地模式时，列车的部分保护接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，剩余的各组保护接地轮对的接地钢轨为第二钢轨，列车的部分工作接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，剩余的各组工作接地轮对的接地钢轨为第二钢轨。

可以看出，在第一接地模式下，各组保护接地轮对的接地钢轨与各组工作接地轮对的接地钢轨均在一侧。在第二接地模式下，各组保护接地轮对的接地钢轨，以及各组工作接地轮对的接地钢轨分列两侧。在第三接地模式下，两侧接地钢轨均设置有保护接地轮对和工作接地轮对。

可参阅图2a，为一种具体实施方式中列车在第一接地模式下的接地示意图。图2a中只示出了4节车厢，其他场合中的列车车厢数可以为其他取值，例如实际应用中列车的车厢一般有8节。图2a中的3号车为变压器车，用A表示保护接地轮，B表示工作接地轮。

图2a中，工作接地与保护接地在车体同一侧。即各组保护接地轮对的接地钢轨以及各组工作接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨，换而言之，列车牵引变压器的接地点，以及各组保护接地轮对的接地点都接在同一侧钢轨上。

可参阅图2b，为一种具体实施方式中列车在第二接地模式下的接地示意图。图2b中，工作接地在车体一侧，保护接地则在车体另一侧。即列车的各组保护接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨，列车的各组工作接地轮对的接地钢轨均为第二钢轨，换而言之，列车牵引变压器的接地点都接在第二钢轨上，各组保护接地轮对的接地点都接在第一钢轨上。

可参阅图2c，为一种具体实施方式中列车在第三接地模式下的接地示意图。图2c中，工作接地与保护接地在车体两侧均有。即列车的部分保护接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，剩余的各组保护接地轮对的接地钢轨为第二钢轨，列车的部分工作接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，剩余的各组工作接地轮对的接地钢轨为第二钢轨。换而言之，列车牵引变压器的接地点分布在第一钢轨、第二钢轨上，各组保护接地轮对的接地点也分布在第一钢轨、第二钢轨上。

每当触发了车体环流检测之后，本申请可以由确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值。可以理解的是，可以先确定出当前接地模式下的车体环流值，之后进行2次接地模式的切换，从而得到剩余的2种接地模式下的车体环流值。

得到了3种接地模式下各自的车体环流值之后，其中的最小值所对应的接地模式便作为当前的目标接地模式，也即当前最合适的接地模式。

此外需要说明的是，在执行步骤S102时，需要进行接地模式的切换，具体的切换顺序可以根据需要进行选取，例如如上述例子的描述，先确定出当前接地模式下的车体环流值，之后按照图2a-图2b-图2c-图2a的循环顺序，进行2 次接地模式的切换，得到剩余的2种接地模式下的车体环流值。

步骤S103：在选取出新的目标接地模式之前，控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式。

每次执行步骤S102之后，可以确定出当前的目标接地模式，进而可以控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式，直到下一次触发车体环流检测时，才需要重新确定出新的目标接地模式。例如上述的一种例子中，每次确定出目标接地模式之后，便会控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式，持续运行20分钟。20分钟之后，考虑到列车的运行环境可能发生变化，因此需要触发车体环流检测以重新确定出新的目标接地模式。

在执行步骤S102时，需要确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，具体方式可以有多种，例如控制列车处于任意1种接地模式之后，检测预设的接地位置的电流作为确定出的该种接地模式下的车体环流值。

又如，在本发明的一种具体实施方式中，步骤S102中描述的确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，可以具体包括：

针对预设的三种接地模式中的任意1种接地模式，在控制列车处于该接地模式之后，获取预设的各个保护接地点的电流值，并将其中的最大值作为确定出的该接地模式下的车体环流值。

该种实施方式考虑到，列车设置有多组保护接地轮对，不同保护接地轮对的接地位置的电流可能不一致，为了保障方案的可靠性，该种实施方式中检测了多个保护接地点的电流值，并且将其中的最大值作为车体环流值，有利于避免单点检测误差较大，无法发现部分位置的车体环流值较高的情况。

进一步的，在本发明的一种具体实施方式中，针对列车的每1组保护接地轮对，在该组保护接地轮对与车厢连接的位置处设置1个保护接地点。

该种实施方式中，对于列车的每1组保护接地轮对，在该组保护接地轮对与车厢连接的位置处都设置了1个保护接地点，即该种实施方式设置有足够多的保护接地点，可以有效地保障方案的可靠性，避免出现部分位置的车体环流值较高却未发现的情况。本申请后续的图3a和图3b的实施方式中，对于每1 组保护接地轮对，便均设置了相应的保护接地点。

在本发明的一种具体实施方式中，列车设置了a+b组保护接地轮对，c组工作接地轮对；且a组保护接地轮对的接地钢轨固定为第一钢轨，b组保护接地轮对的接地钢轨由控制器控制；c组工作接地轮对的接地钢轨由控制器控制；

步骤S103中描述的控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式，可以具体包括：

当当前确定出的目标接地模式为第一接地模式时，控制列车的b组保护接地轮对的接地钢轨，以及c组工作接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨；

当当前确定出的目标接地模式为第二接地模式时，控制列车的b组保护接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨，并控制c组工作接地轮的接地钢轨均为第二钢轨；

当当前确定出的目标接地模式为第三接地模式时，控制列车的b组保护接地轮对中的b1组保护接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，控制列车的b组保护接地轮对中的b2组保护接地轮对的接地钢轨为第二钢轨，控制列车的c组工作接地轮对中的c1组工作接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，控制列车的c组工作接地轮对中的c2组工作接地轮对的接地钢轨为第二钢轨；

其中，b1为非负整数，a，b，c，b2，c1，c2均为正整数，具体取值可以根据需要进行设定和调整，且b1+b2＝b，c1+c2＝c。

本申请需要进行接地模式的切换，该种实施方式进一步地考虑到，为了保障列车保护接地系统的可靠性，且不影响接地模式的切换，可以设置部分保护接地轮对的接地钢轨不进行变动，即a组保护接地轮对的接地钢轨固定为第一钢轨。剩余的b组保护接地轮对的接地钢轨则由控制器控制。

可参阅图3a，为一种具体实施方式中变压器车厢的接地结构示意图。变压器车厢设置有工作接地轮对19，工作接地轮对20，工作接地轮对21，以及保护接地轮对18。

每组保护接地轮对包括2个保护接地轮，这两个保护接地轮中的一个可以通过碳刷等结构连接至车厢，则该保护接地轮所连接的钢轨，便是该组保护接地轮对的接地钢轨。在图3a中，保护接地轮对18的接地钢轨便是图3a中示出的第一钢轨。此外需要指出的是，图3a中的保护接地轮对18，属于接地钢轨固定为第一钢轨的a组保护接地轮对的其中之一。

每组工作接地轮对包括2个工作接地轮，这两个工作接地轮可以选择1个直接与牵引变压器的一次侧绕组电连接，则该工作接地轮所连接的钢轨，便是该组工作接地轮对的接地钢轨。

在图3a中，工作接地轮对19的两个工作接地轮中，具体是哪一个工作接地轮直接与牵引变压器的一次侧绕组电连接，可以由控制器进行控制。同样的，对于工作接地轮对20以及工作接地轮对21，控制器均可以进行控制。此外可以理解的是，图3a的压器车厢设置了3组工作接地轮对，其他具体场合中，可以设置有其他数量的工作接地轮对，并不影响本发明的实施。

可参阅图3b，为一种具体实施方式中变压器车厢的接地结构示意图。该非变压器车厢设置有保护接地轮对22，保护接地轮对23，保护接地轮对24，以及保护接地轮对25。

图3b中的保护接地轮对22以及保护接地轮对24，均属于接地钢轨固定为第一钢轨的a组保护接地轮对的其中之一，以保障保护接地系统的可靠性。保护接地轮对23以及保护接地轮对25，则均属于接地钢轨可调的b组保护接地轮对的其中之一，以使控制器能够实现接地模式的切换。

本申请的方案中，b1为非负整数，a，b，c，b2，c1，c2均为正整数，具体取值可以根据需要进行设定和调整。在实际应用中，通常会使得在第三接地模式下，接地钢轨为第一钢轨的保护接地轮对数量，与接地钢轨为第二钢轨的保护接地轮对数量相同或者大体一致。同样的，在第三接地模式下通常会使得接地钢轨为第一钢轨的工作接地轮对数量，与接地钢轨为第二钢轨的工作接地轮对数量相同或者大体一致。当然，其他具体场合，可以根据实际需要选取上述各个参数的具体取值，并不影响本发明的实施。

在本发明的一种具体实施方式中，针对c组工作接地轮对中的任意1组工作接地轮对，该组工作接地轮对的左侧轮通过为该组工作接地轮对所设置的第一开关与牵引变压器原边绕组连接，该组工作接地轮对的右侧轮通过为该组工作接地轮对所设置的第二开关与牵引变压器原边绕组连接；

针对b组保护接地轮对中的任意1组保护接地轮对，该组保护接地轮对的左侧轮通过为该组保护接地轮对所设置的第三开关与车厢连接，该组保护接地轮对的右侧轮通过为该组保护接地轮对所设置的第四开关与车厢连接。

本申请的方案中，控制器需要控制列车进行接地模式的切换，也即控制相应的保护接地轮对以及工作接地轮对的接地钢轨，该种实施方式中，考虑到可以通过开关来方便地实现。

第一开关，第二开关，第三开关以及第四开关的具体类型可以根据需要进行设定和选取，例如在本发明的一种具体实施方式中，考虑到列车的接地系统在部分极端场合中，可能出现电流较大的情况，相对于普通继电器以及例如 IGBT等普通的电力电子开关，第一开关，第二开关，第三开关以及第四开关可以均选取为GTO(Gate Turn-offThyristor，门极可关断晶闸管)，GTO的耐压、耐流等级高，可以承受大电流而不损坏。

需要说明的是，该种实施方式中描述的左侧轮以及右侧轮，通常可以将列车前进方向作为正方向，从而确定出左侧轮以及右侧轮。

对于任意1组工作接地轮对而言，在同一时刻，对应于该组工作接地轮对的第一开关和第二开关中，仅会有一个开关为导通状态，另一个开关为关断状态。同样的，对于b组保护接地轮对中的任意1组保护接地轮对而言，在同一时刻，对应于该组保护接地轮对的第三开关和第四开关中，仅会有一个开关为导通状态，另一个开关为关断状态。

以图3a和图3b为例，图3a中。将工作接地轮对19所连接的第一开关标记为S19-1，将工作接地轮对19所连接的第二开关标记为S19-2。同样的，将工作接地轮对20以及工作接地轮对21各自连接的第一开关分别标记为S20-1和 S21-1，将工作接地轮对20以及工作接地轮对21各自连接的第二开关分别标记为S20-2和S21-2。

图3b中。将保护接地轮对23以及保护接地轮对25各自连接的第三开关分别标记为S23-1和S25-1，将保护接地轮对23以及保护接地轮对25各自连接的第四开关分别标记为S23-2和S25-2。

例如，列车行驶了20分钟之后执行步骤S101和步骤S102，在执行步骤S102 时，列车处于第一接地模式，此时，S19-1，S20-1，S21-1，S23-1以及S25-1均为导通状态，S19-2，S20-2，S21-2，S23-2以及S25-2则均为关断状态。控制器可以获取各个保护接地点处的电流值，图3a和通3b标记的13表示的是相应位置处的电流检测装置，例如采用电流互感器等方式进行电流检测。

将检测的各个保护接地点的电流值的最大值，作为确定出的第一接地模式下的车体环流值。

之后，控制器例如控制S19-1，S20-1，S21-1均切换为关断状态，S19-2， S20-2，S21-2则均切换为导通状态，图3b中的各个开关则不进行状态变化。各个开关调整完毕之后可以让列车运行一段时间，例如运行20秒。运行了20秒之后，可以检测各个保护接地点的电流值，并且其中的最大值，作为确定出的第二接地模式下的车体环流值。

之后，控制器例如控制S19-2，S20-1，S21-2，S23-2以及S25-2为导通状态，并控制S19-1，S20-2，S21-1，S23-1以及S25-1为关断状态，并且让列车运行一段时间，例如同样是运行20秒。运行了20秒之后，可以检测各个保护接地点的电流值，并且其中的最大值，作为确定出的第三接地模式下的车体环流值。

最后，将这3个车体环流值比较，例如第三接地模式下的车体环流值是三者中的最小值，则确定当前的目标接地模式为第三接地模式，并控制列车处于第三接地模式下运行20分钟，然后执行步骤S101和步骤S102，以重新确定合适的接地模式。

本申请的附图中未示出控制器，控制器具体的位置设置可以根据需要进行选取，能够实现本申请的功能即可。

应用本发明实施例所提供的技术方案，考虑到列车的保护接地方式不同时，会对“车—轨”环流，即对车体环流值造成影响，并且列车运行环境不同时，最优的保护接地方式不同。因此，本申请的方案中，设置了3种不同的接地模式，其一为各组保护接地轮对的接地钢轨与各组工作接地轮对的接地钢轨均在一侧。其二是各组保护接地轮对的接地钢轨，以及各组工作接地轮对的接地钢轨分列两侧。其三是两侧接地钢轨均设置有保护接地轮对和工作接地轮对。

随着列车的运行，本申请的方案中，会按照预设规则间歇性地触发车体环流检测。每次触发了车体环流检测之后，会确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，并将其中的最小值所对应的接地模式作为当前的目标接地模式，即当前确定出的目标接地模式，便是列车当前所处环境下最优的接地模式，因此，在选取出新的目标接地模式之前，控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式，起到了有效地降低车体环流的目的。并且本申请的方案并不需要如传统方案中增设电阻器，不会影响列车的运行安全。

相应于上面的方法实施例，本发明实施例还提供了一种列车的接地控制系统，可与上文相互对应参照。

该列车的接地控制系统可以包括：多组保护接地轮对，多组工作接地轮对以及控制器，控制器用于：

按照预设规则间歇性地触发车体环流检测；

每当触发了车体环流检测之后，确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，并将其中的最小值所对应的接地模式作为当前的目标接地模式；

在选取出新的目标接地模式之前，控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式；

其中，当列车处于预设的第一接地模式时，列车的各组保护接地轮对的接地钢轨以及各组工作接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨；

当列车处于预设的第二接地模式时，列车的各组保护接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨，列车的各组工作接地轮对的接地钢轨均为第二钢轨；

当列车处于预设的第三接地模式时，列车的部分保护接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，剩余的各组保护接地轮对的接地钢轨为第二钢轨，列车的部分工作接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，剩余的各组工作接地轮对的接地钢轨为第二钢轨。

在本发明的一种具体实施方式中，控制器按照预设规则间歇性地触发车体环流检测，包括：

每隔第一时长触发车体环流检测，或者，每当列车行进了第一距离时触发车体环流检测。

在本发明的一种具体实施方式中，控制器确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，包括：

针对预设的三种接地模式中的任意1种接地模式，在控制列车处于该接地模式之后，获取预设的各个保护接地点的电流值，并将其中的最大值作为确定出的该接地模式下的车体环流值。

在本发明的一种具体实施方式中，针对列车的每1组保护接地轮对，在该组保护接地轮对与车厢连接的位置处设置1个保护接地点。

在本发明的一种具体实施方式中，列车设置了a+b组保护接地轮对，c组工作接地轮对；且a组保护接地轮对的接地钢轨固定为第一钢轨，b组保护接地轮对的接地钢轨由控制器控制；c组工作接地轮对的接地钢轨由控制器控制；

控制器控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式，具体用于：

当当前确定出的目标接地模式为第一接地模式时，控制列车的b组保护接地轮对的接地钢轨，以及c组工作接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨；

当当前确定出的目标接地模式为第二接地模式时，控制列车的b组保护接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨，并控制c组工作接地轮的接地钢轨均为第二钢轨；

当当前确定出的目标接地模式为第三接地模式时，控制列车的b组保护接地轮对中的b1组保护接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，控制列车的b组保护接地轮对中的b2组保护接地轮对的接地钢轨为第二钢轨，控制列车的c组工作接地轮对中的c1组工作接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，控制列车的c组工作接地轮对中的c2组工作接地轮对的接地钢轨为第二钢轨；

其中，b1为非负整数，a，b，c，b2，c1，c2均为正整数，且b1+b2＝b，c1+c2＝c。

在本发明的一种具体实施方式中，针对c组工作接地轮对中的任意1组工作接地轮对，该组工作接地轮对的左侧轮通过为该组工作接地轮对所设置的第一开关与牵引变压器原边绕组连接，该组工作接地轮对的右侧轮通过为该组工作接地轮对所设置的第二开关与牵引变压器原边绕组连接；

针对b组保护接地轮对中的任意1组保护接地轮对，该组保护接地轮对的左侧轮通过为该组保护接地轮对所设置的第三开关与车厢连接，该组保护接地轮对的右侧轮通过为该组保护接地轮对所设置的第四开关与车厢连接。

在本发明的一种具体实施方式中，第一开关，第二开关，第三开关以及第四开关均为GTO。

相应于上面的方法和系统实施例，本发明实施例还提供了一种列车，可以包括如上述任一实施例中的列车的接地控制系统，此处不再重复说明。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种列车的接地控制方法，其特征在于，包括：

按照预设规则间歇性地触发车体环流检测；

每当触发了所述车体环流检测之后，确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，并将其中的最小值所对应的接地模式作为当前的目标接地模式；

在选取出新的目标接地模式之前，控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式；

其中，当所述列车处于预设的第一接地模式时，所述列车的各组保护接地轮对的接地钢轨以及各组工作接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨；

当所述列车处于预设的第二接地模式时，所述列车的各组保护接地轮对的接地钢轨均为所述第一钢轨，所述列车的各组工作接地轮对的接地钢轨均为第二钢轨；

当所述列车处于预设的第三接地模式时，所述列车的部分保护接地轮对的接地钢轨为所述第一钢轨，剩余的各组保护接地轮对的接地钢轨为所述第二钢轨，所述列车的部分工作接地轮对的接地钢轨为所述第一钢轨，剩余的各组工作接地轮对的接地钢轨为所述第二钢轨。

2.根据权利要求1所述的列车的接地控制方法，其特征在于，所述按照预设规则间歇性地触发车体环流检测，包括：

每隔第一时长触发车体环流检测，或者，每当列车行进了第一距离时触发车体环流检测。

3.根据权利要求1所述的列车的接地控制方法，其特征在于，所述确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，包括：

针对预设的三种接地模式中的任意1种接地模式，在控制列车处于该接地模式之后，获取预设的各个保护接地点的电流值，并将其中的最大值作为确定出的该接地模式下的车体环流值。

4.根据权利要求3所述的列车的接地控制方法，其特征在于，针对列车的每1组保护接地轮对，在该组保护接地轮对与车厢连接的位置处设置1个保护接地点。

5.根据权利要求1至4任一项所述的列车的接地控制方法，其特征在于，所述列车设置了a+b组保护接地轮对，c组工作接地轮对；且a组保护接地轮对的接地钢轨固定为第一钢轨，b组保护接地轮对的接地钢轨由控制器控制；c组工作接地轮对的接地钢轨由控制器控制；

所述控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式，包括：

当当前确定出的目标接地模式为第一接地模式时，控制所述列车的b组保护接地轮对的接地钢轨，以及c组工作接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨；

当当前确定出的目标接地模式为第二接地模式时，控制所述列车的b组保护接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨，并控制c组工作接地轮的接地钢轨均为第二钢轨；

当当前确定出的目标接地模式为第三接地模式时，控制所述列车的b组保护接地轮对中的b1组保护接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，控制所述列车的b组保护接地轮对中的b2组保护接地轮对的接地钢轨为第二钢轨，控制所述列车的c组工作接地轮对中的c1组工作接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，控制所述列车的c组工作接地轮对中的c2组工作接地轮对的接地钢轨为第二钢轨；

其中，b1为非负整数，a，b，c，b2，c1，c2均为正整数，且b1+b2＝b，c1+c2＝c。

6.根据权利要求5所述的列车的接地控制方法，其特征在于，针对c组工作接地轮对中的任意1组工作接地轮对，该组工作接地轮对的左侧轮通过为该组工作接地轮对所设置的第一开关与牵引变压器原边绕组连接，该组工作接地轮对的右侧轮通过为该组工作接地轮对所设置的第二开关与所述牵引变压器原边绕组连接；

针对b组保护接地轮对中的任意1组保护接地轮对，该组保护接地轮对的左侧轮通过为该组保护接地轮对所设置的第三开关与车厢连接，该组保护接地轮对的右侧轮通过为该组保护接地轮对所设置的第四开关与所述车厢连接。

7.根据权利要求6所述的列车的接地控制方法，其特征在于，所述第一开关，所述第二开关，所述第三开关以及所述第四开关均为GTO。

8.一种列车的接地控制系统，其特征在于，包括：多组保护接地轮对，多组工作接地轮对以及控制器，所述控制器用于：

按照预设规则间歇性地触发车体环流检测；

每当触发了所述车体环流检测之后，确定出列车在预设的三种接地模式下各自的车体环流值，并将其中的最小值所对应的接地模式作为当前的目标接地模式；

在选取出新的目标接地模式之前，控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式；

其中，当所述列车处于预设的第一接地模式时，所述列车的各组保护接地轮对的接地钢轨以及各组工作接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨；

当所述列车处于预设的第二接地模式时，所述列车的各组保护接地轮对的接地钢轨均为所述第一钢轨，所述列车的各组工作接地轮对的接地钢轨均为第二钢轨；

当所述列车处于预设的第三接地模式时，所述列车的部分保护接地轮对的接地钢轨为所述第一钢轨，剩余的各组保护接地轮对的接地钢轨为所述第二钢轨，所述列车的部分工作接地轮对的接地钢轨为所述第一钢轨，剩余的各组工作接地轮对的接地钢轨为所述第二钢轨。

9.根据权利要求8所述的列车的接地控制系统，其特征在于，所述列车设置了a+b组保护接地轮对，c组工作接地轮对；且a组保护接地轮对的接地钢轨固定为第一钢轨，b组保护接地轮对的接地钢轨由控制器控制；c组工作接地轮对的接地钢轨由控制器控制；

所述控制器控制列车的接地模式处于当前确定出的目标接地模式，具体用于：

当当前确定出的目标接地模式为第一接地模式时，控制所述列车的b组保护接地轮对的接地钢轨，以及c组工作接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨；

当当前确定出的目标接地模式为第二接地模式时，控制所述列车的b组保护接地轮对的接地钢轨均为第一钢轨，并控制c组工作接地轮的接地钢轨均为第二钢轨；

当当前确定出的目标接地模式为第三接地模式时，控制所述列车的b组保护接地轮对中的b1组保护接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，控制所述列车的b组保护接地轮对中的b2组保护接地轮对的接地钢轨为第二钢轨，控制所述列车的c组工作接地轮对中的c1组工作接地轮对的接地钢轨为第一钢轨，控制所述列车的c组工作接地轮对中的c2组工作接地轮对的接地钢轨为第二钢轨；

其中，b1为非负整数，a，b，c，b2，c1，c2均为正整数，且b1+b2＝b，c1+c2＝c。

10.一种列车，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的列车的接地控制系统。

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