隨著城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)營時(shí)間的增長,軌道與大地之間的絕緣受到環(huán)境、應(yīng)力破壞等因素的影響出現(xiàn)局部損壞現(xiàn)象,導(dǎo)致雜散電流泄漏加劇,流入地下的雜散電流會(huì)對(duì)埋地管線的使用壽命產(chǎn)生影響,同時(shí)也給地鐵行車安全帶來極大的隱患。因此,建立軌地之間存在絕緣破損時(shí)的雜散電流評(píng)估模型,根據(jù)雜散電流的分布特性提出針對(duì)軌地絕緣破損下的雜散電流防護(hù)措施,對(duì)保證地鐵安全可靠地運(yùn)行具有積極的意義。本文圍繞軌地局部絕緣破損導(dǎo)致的雜散電流泄漏問題,建立了軌地局部絕緣破損下雜散電流評(píng)估模型,分析了局部絕緣破損點(diǎn)參數(shù)變化對(duì)雜散電流分布的影響,并總結(jié)其分布規(guī)律,提出相應(yīng)的減少雜散電流泄漏的防護(hù)措施以便為后期維護(hù)和地鐵施工建設(shè)提供理論支撐。本文主要的研究內(nèi)容包括:（1）建立軌-地、軌-排-地兩類雜散電流分布解析模型,結(jié)合絕緣破損邊界條件推導(dǎo)出軌地局部絕緣破損下的軌電位、軌電流、排流網(wǎng)電位、排流網(wǎng)電流分布公式。（2）基于上述模型,利用MATLAB軟件對(duì)軌地局部絕緣破損影響因素進(jìn)行仿真分析,其結(jié)果表明:軌電位、軌電流、排流網(wǎng)電位、排流網(wǎng)電流以及雜散電流泄漏范圍等參數(shù)受到絕緣破損點(diǎn)接地阻值、分布位置的影響,接地阻值越小對(duì)回流系統(tǒng)參數(shù)的... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

雜散電流形成示意圖

城軌牽引供電回流系統(tǒng)對(duì)保證機(jī)車安全有效運(yùn)行起著決定性的作用。隨著城市軌道交通的發(fā)展,牽引回流系統(tǒng)的組成也隨著現(xiàn)代技術(shù)水平在不斷的進(jìn)行革新逐漸地變得越來越復(fù)雜,現(xiàn)有牽引回流系統(tǒng)主要包括回流軌、回流電纜、鋼軌電位限制裝置、單向?qū)ㄑb置、排流網(wǎng)、排流電纜和排流柜等。在軌回流的形式下,牽引電流流經(jīng)路徑如圖2-1所示。雙邊供電制式下,兩牽引變電所正饋線將電能輸送至架空接觸網(wǎng),地鐵機(jī)車通過升弓裝置將受電弓與架空線中的金屬電纜有效接觸,受電弓將牽引電流引入地鐵機(jī)車中,在機(jī)車內(nèi)部,牽引電能通過逆變器將直流電流轉(zhuǎn)換為交流,提供給機(jī)車中的交流電機(jī)使用,該牽引電流經(jīng)整流后注入至走行軌中,然后通過走行軌兩端的回流電纜引入牽引變電所負(fù)極,至此完成整個(gè)牽引回流過程。

出于成本方面的考慮,除加拿大、馬來西亞等國家的部分地鐵線路設(shè)置獨(dú)立軌進(jìn)行回流外,世界上絕大部分城軌交通系統(tǒng)都采用走行軌進(jìn)行回流,如圖2-2所示。然而,由于鋼軌本身存在阻抗,因此牽引電流流經(jīng)走行軌后鋼軌上會(huì)產(chǎn)生軌壓降,在軌道與大地之間形成電位差。由于鋼軌與大地之間不能做到完全絕緣,大約有5%的電流流入至地下。在理想狀況下,回流系統(tǒng)泄漏到地中的雜散電流會(huì)沿著地下埋地金屬導(dǎo)體或直接通過土壤流動(dòng),然后通過與雜散電流收集電纜連通的排流柜返回到變電所負(fù)極。然而,實(shí)際情況并非如此,雜散電流收集裝置的效率并非百分之百,其效率主要取決于三個(gè)因素:鋼軌與排流網(wǎng)之間的電氣耦合程度,排流網(wǎng)與大地之間的過渡電阻以及排流網(wǎng)自身的縱向電阻[73]。因此,部分二次雜散電流會(huì)滲透到地鐵隧道以及附近土壤中,對(duì)金屬結(jié)構(gòu)造成直流干擾。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]城市軌道交通鋼軌扣件對(duì)地絕緣組成及影響因素研究[J]. 徐超,李鯤鵬,曹曉斌,李瑞芳,孫曉東,陳力生.  城市軌道交通研究. 2019(06)
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[3]城軌回流系統(tǒng)動(dòng)態(tài)排流與鋼軌電位控制仿真研究[J]. 黃蕾,杜貴府,王俊,田靜.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2019(10)
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[6]2018年中國城市軌道交通運(yùn)營線路統(tǒng)計(jì)和分析[J]. 趙昕,顧保南.  城市軌道交通研究. 2019(01)
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[8]城市軌道交通牽引供電及電力技術(shù)[J]. 陳海山.  工程技術(shù)研究. 2018(06)
[9]排流網(wǎng)情況下地鐵雜散電流分布數(shù)值模擬研究[J]. 馬德良,方江敏,錢瑤虹.  機(jī)電工程. 2017(12)
[10]城市軌道交通軌地絕緣破損時(shí)雜散電流解析分析[J]. 孟絮絮,張棟梁,袁志昌.  城市軌道交通研究. 2017(11)

博士論文
[1]地鐵雜散電流分布規(guī)律及腐蝕智能監(jiān)測方法研究[D]. 王禹橋.中國礦業(yè)大學(xué) 2012
[2]埋地金屬管線的雜散電流腐蝕防護(hù)研究[D]. 曹阿林.重慶大學(xué) 2010

碩士論文
[1]城市軌道交通鋼軌絕緣扣件綜合絕緣性能研究[D]. 徐超.西南交通大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3024704