詹彦豪，杨家伟，卢青松

（株洲中车时代电气股份有限公司，湖南 株洲 412001）

0 引言

电容器被广泛用于轨道交通的牵引变流器中，其能平缓变流器输入与输出之间的瞬时功率差，最大限度地减缓直流环节的电压波动并滤除中间直流电压纹波。在牵引变流器关键部件中，电容器的失效率仅次于功率半导体模块的[1]。由于电容器性能退化会影响变流器的输入输出平衡，导致输入功率载荷加重，影响牵引系统的安全、可靠运行，因此电容器在线参数辨识及其故障预测技术备受关注。

在线参数辨识是评估器件健康状态的有效手段之一，其旨在实时监测与计算部件性能的特征指标，以在性能衰退前及时采取相应的保护措施，如在线机车故障保护与入库机车器件更换，避免因故障部件性能进一步恶化而影响机车的在线运营。

当前，国内外对电容器在线状态监测与故障预测的技术主要有传感器法、注入法以及智能检测法。传感器法需在电容器两端加装电压、电流传感器，通过传感器直接监测电容器的电压与电流，进而计算电容器特征参数，即等效串联阻抗值 (equivalent series resistance, ESR)。文献 [2]通过测量牵引变流器冷态电容的纹波电压与纹波电流，从而计算电容ESR值，并设计了一种开关电路，将通过传感器采集数据计算出的电容ESR值与根据电容器中心温度推算出的电容ESR值进行比较，从而验证传感器法的精确度，该论文提出的监测精度可达到10%。文献[3]通过在直流回路中新增传感器或滤波器并基于最小方差法（least mean square, LMS）拟合计算电容器特征参数，这类方法的缺点是需要较高精度的电压和电流传感器。……