基于小波包的无绝缘轨道电路补偿电容故障特征分析

摘要

为实现对无绝缘轨道电路补偿电容的状态监测和故障预测,满足铁路现场由“故障修”向“状态修”转变的发展需求,根据补偿电容全部正常、发生断线故障和容值下降故障时归一化分路电流曲线的幅值波动规律,提出一种基于小波包的故障特征分析方法。根据无绝缘轨道电路的系统结构及工作原理,基于传输线理论建立其分路态模型并仿真得到补偿电容全部正常、发生断线故障以及容值下降故障时的归一化分路电流幅值包络曲线。采用3层小波包对补偿电容这3种情况的归一化分路电流幅值包络曲线进行分析,得到对应的第3层8个频段的小波包系数曲线。以补偿电容全部正常时的小波包系数曲线为基础,与补偿电容发生断线故障和容值下降故障时的小波包系数曲线进行对比分析,得到故障特征明显的频段。计算选出频段对应补偿电容处的瞬时能量累加和,将补偿电容全部正常时各补偿电容对应的瞬时能量与补偿电容发生断线故障和容值下降故障这2种情况各补偿电容对应的瞬时能量进行对比分析,得到补偿电容的故障特征。仿真结果表明:采用小波包可实现补偿电容的故障特征分析,且能大致估计补偿电容的容值下降百分比。