轨地局部绝缘破损下杂散电流分布特性研究
发布时间：2021-02-09 00:00
随着城市轨道交通系统运营时间的增长,轨道与大地之间的绝缘受到环境、应力破坏等因素的影响出现局部损坏现象,导致杂散电流泄漏加剧,流入地下的杂散电流会对埋地管线的使用寿命产生影响,同时也给地铁行车安全带来极大的隐患。因此,建立轨地之间存在绝缘破损时的杂散电流评估模型,根据杂散电流的分布特性提出针对轨地绝缘破损下的杂散电流防护措施,对保证地铁安全可靠地运行具有积极的意义。本文围绕轨地局部绝缘破损导致的杂散电流泄漏问题,建立了轨地局部绝缘破损下杂散电流评估模型,分析了局部绝缘破损点参数变化对杂散电流分布的影响,并总结其分布规律,提出相应的减少杂散电流泄漏的防护措施以便为后期维护和地铁施工建设提供理论支撑。本文主要的研究内容包括:（1）建立轨-地、轨-排-地两类杂散电流分布解析模型,结合绝缘破损边界条件推导出轨地局部绝缘破损下的轨电位、轨电流、排流网电位、排流网电流分布公式。（2）基于上述模型,利用MATLAB软件对轨地局部绝缘破损影响因素进行仿真分析,其结果表明:轨电位、轨电流、排流网电位、排流网电流以及杂散电流泄漏范围等参数受到绝缘破损点接地阻值、分布位置的影响,接地阻值越小对回流系统参数的...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
杂散电流形成示意图
城轨牵引供电回流系统对保证机车安全有效运行起着决定性的作用。随着城市轨道交通的发展,牵引回流系统的组成也随着现代技术水平在不断的进行革新逐渐地变得越来越复杂,现有牵引回流系统主要包括回流轨、回流电缆、钢轨电位限制装置、单向导通装置、排流网、排流电缆和排流柜等。在轨回流的形式下,牵引电流流经路径如图2-1所示。双边供电制式下,两牵引变电所正馈线将电能输送至架空接触网,地铁机车通过升弓装置将受电弓与架空线中的金属电缆有效接触,受电弓将牵引电流引入地铁机车中,在机车内部,牵引电能通过逆变器将直流电流转换为交流,提供给机车中的交流电机使用,该牵引电流经整流后注入至走行轨中,然后通过走行轨两端的回流电缆引入牵引变电所负极,至此完成整个牵引回流过程。
出于成本方面的考虑,除加拿大、马来西亚等国家的部分地铁线路设置独立轨进行回流外,世界上绝大部分城轨交通系统都采用走行轨进行回流,如图2-2所示。然而,由于钢轨本身存在阻抗,因此牵引电流流经走行轨后钢轨上会产生轨压降,在轨道与大地之间形成电位差。由于钢轨与大地之间不能做到完全绝缘,大约有5%的电流流入至地下。在理想状况下,回流系统泄漏到地中的杂散电流会沿着地下埋地金属导体或直接通过土壤流动,然后通过与杂散电流收集电缆连通的排流柜返回到变电所负极。然而,实际情况并非如此,杂散电流收集装置的效率并非百分之百,其效率主要取决于三个因素:钢轨与排流网之间的电气耦合程度,排流网与大地之间的过渡电阻以及排流网自身的纵向电阻[73]。因此,部分二次杂散电流会渗透到地铁隧道以及附近土壤中,对金属结构造成直流干扰。
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市轨道交通钢轨扣件对地绝缘组成及影响因素研究[J]. 徐超,李鲲鹏,曹晓斌,李瑞芳,孙晓东,陈力生. 城市轨道交通研究. 2019(06)
[2]直流牵引回流系统杂散电流泄漏量的计算[J]. 刘颖熙,张栋梁,方学礼,龙祖良,杨佳能. 城市轨道交通研究. 2019(05)
[3]城轨回流系统动态排流与钢轨电位控制仿真研究[J]. 黄蕾,杜贵府,王俊,田静. 铁道标准设计. 2019(10)
[4]地铁杂散电流对埋地管道的干扰规律[J]. 刘杰,杜艳霞,覃慧敏,何鑫,刘正雄. 腐蚀与防护. 2019(01)
[5]地铁杂散电流对锚杆的腐蚀影响实验研究[J]. 陆秋生,郭志安,何东林,彭国斌,韩刚. 腐蚀科学与防护技术. 2019(01)
[6]2018年中国城市轨道交通运营线路统计和分析[J]. 赵昕,顾保南. 城市轨道交通研究. 2019(01)
[7]城市轨道交通轨地过渡电阻对杂散电流分布特性的影响[J]. 朱峰,李嘉成,曾海波,邱日强. 高电压技术. 2018(08)
[8]城市轨道交通牵引供电及电力技术[J]. 陈海山. 工程技术研究. 2018(06)
[9]排流网情况下地铁杂散电流分布数值模拟研究[J]. 马德良,方江敏,钱瑶虹. 机电工程. 2017(12)
[10]城市轨道交通轨地绝缘破损时杂散电流解析分析[J]. 孟絮絮,张栋梁,袁志昌. 城市轨道交通研究. 2017(11)
博士论文
[1]地铁杂散电流分布规律及腐蚀智能监测方法研究[D]. 王禹桥.中国矿业大学 2012
[2]埋地金属管线的杂散电流腐蚀防护研究[D]. 曹阿林.重庆大学 2010
硕士论文
[1]城市轨道交通钢轨绝缘扣件综合绝缘性能研究[D]. 徐超.西南交通大学 2018
本文编号：3024704
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
杂散电流形成示意图
城轨牵引供电回流系统对保证机车安全有效运行起着决定性的作用。随着城市轨道交通的发展,牵引回流系统的组成也随着现代技术水平在不断的进行革新逐渐地变得越来越复杂,现有牵引回流系统主要包括回流轨、回流电缆、钢轨电位限制装置、单向导通装置、排流网、排流电缆和排流柜等。在轨回流的形式下,牵引电流流经路径如图2-1所示。双边供电制式下,两牵引变电所正馈线将电能输送至架空接触网,地铁机车通过升弓装置将受电弓与架空线中的金属电缆有效接触,受电弓将牵引电流引入地铁机车中,在机车内部,牵引电能通过逆变器将直流电流转换为交流,提供给机车中的交流电机使用,该牵引电流经整流后注入至走行轨中,然后通过走行轨两端的回流电缆引入牵引变电所负极,至此完成整个牵引回流过程。
出于成本方面的考虑,除加拿大、马来西亚等国家的部分地铁线路设置独立轨进行回流外,世界上绝大部分城轨交通系统都采用走行轨进行回流,如图2-2所示。然而,由于钢轨本身存在阻抗,因此牵引电流流经走行轨后钢轨上会产生轨压降,在轨道与大地之间形成电位差。由于钢轨与大地之间不能做到完全绝缘,大约有5%的电流流入至地下。在理想状况下,回流系统泄漏到地中的杂散电流会沿着地下埋地金属导体或直接通过土壤流动,然后通过与杂散电流收集电缆连通的排流柜返回到变电所负极。然而,实际情况并非如此,杂散电流收集装置的效率并非百分之百,其效率主要取决于三个因素:钢轨与排流网之间的电气耦合程度,排流网与大地之间的过渡电阻以及排流网自身的纵向电阻[73]。因此,部分二次杂散电流会渗透到地铁隧道以及附近土壤中,对金属结构造成直流干扰。
【参考文献】：
期刊论文
[1]城市轨道交通钢轨扣件对地绝缘组成及影响因素研究[J]. 徐超,李鲲鹏,曹晓斌,李瑞芳,孙晓东,陈力生. 城市轨道交通研究. 2019(06)
[2]直流牵引回流系统杂散电流泄漏量的计算[J]. 刘颖熙,张栋梁,方学礼,龙祖良,杨佳能. 城市轨道交通研究. 2019(05)
[3]城轨回流系统动态排流与钢轨电位控制仿真研究[J]. 黄蕾,杜贵府,王俊,田静. 铁道标准设计. 2019(10)
[4]地铁杂散电流对埋地管道的干扰规律[J]. 刘杰,杜艳霞,覃慧敏,何鑫,刘正雄. 腐蚀与防护. 2019(01)
[5]地铁杂散电流对锚杆的腐蚀影响实验研究[J]. 陆秋生,郭志安,何东林,彭国斌,韩刚. 腐蚀科学与防护技术. 2019(01)
[6]2018年中国城市轨道交通运营线路统计和分析[J]. 赵昕,顾保南. 城市轨道交通研究. 2019(01)
[7]城市轨道交通轨地过渡电阻对杂散电流分布特性的影响[J]. 朱峰,李嘉成,曾海波,邱日强. 高电压技术. 2018(08)
[8]城市轨道交通牵引供电及电力技术[J]. 陈海山. 工程技术研究. 2018(06)
[9]排流网情况下地铁杂散电流分布数值模拟研究[J]. 马德良,方江敏,钱瑶虹. 机电工程. 2017(12)
[10]城市轨道交通轨地绝缘破损时杂散电流解析分析[J]. 孟絮絮,张栋梁,袁志昌. 城市轨道交通研究. 2017(11)
博士论文
[1]地铁杂散电流分布规律及腐蚀智能监测方法研究[D]. 王禹桥.中国矿业大学 2012
[2]埋地金属管线的杂散电流腐蚀防护研究[D]. 曹阿林.重庆大学 2010
硕士论文
[1]城市轨道交通钢轨绝缘扣件综合绝缘性能研究[D]. 徐超.西南交通大学 2018
本文编号：3024704
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