本文關(guān)鍵詞：高速列車車頂絕緣子絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究

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【摘要】：高速鐵路是電氣化鐵路發(fā)展的必然趨勢(shì)。至2014年底,我國(guó)投入運(yùn)營(yíng)的高速鐵路總里程已達(dá)到16000公里,運(yùn)營(yíng)里程居世界第一,約占世界高鐵運(yùn)營(yíng)里程的50%,“四縱四橫”快速鐵路網(wǎng)主骨架已初具規(guī)模。因此高速列車作為高速鐵路的重要一部分,其安全可靠的運(yùn)行具有重要意義。高速列車車頂絕緣子作為安裝在車頂與受電弓之間的重要電氣部件,主要起支撐和電絕緣作用。然而由于列車尾氣和霧霾等污穢積累在絕緣子表面,并且當(dāng)污穢受潮后,絕緣子在工作電壓下就可能發(fā)生閃絡(luò)。這嚴(yán)重地影響了列車的安全運(yùn)行。但目前為止,國(guó)內(nèi)在電力機(jī)車上,利用機(jī)車上的高壓互感器產(chǎn)生高壓,該高壓加載在高壓系統(tǒng)上,通過(guò)觀察二次側(cè)的電壓判斷絕緣是否可靠。在高速列車上,絕緣檢測(cè)裝置獨(dú)立地產(chǎn)生高壓電源加載在高壓系統(tǒng)上,以判斷絕緣是否可靠。但這兩種方法都有一定的缺陷且不能在線監(jiān)測(cè)絕緣子的狀態(tài)。因此,本論文對(duì)高速列車車頂絕緣子絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究。它可以實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。本論文主要完成了以下幾方面的工作：首先,本文研究了絕緣子發(fā)生閃絡(luò)的機(jī)理。該部分主要研究了絕緣子發(fā)生閃絡(luò)的四個(gè)發(fā)展階段。隨后,本文又分析了幾種絕緣子的放電模型,通過(guò)研究放電模型發(fā)現(xiàn),絕緣子的泄漏電流與絕緣子的放電現(xiàn)象和絕緣子的污穢程度確實(shí)存在一定的聯(lián)系。所以選用泄漏電流作為絕緣子狀態(tài)的表征量確實(shí)具有一定的理論基礎(chǔ),同時(shí)泄漏電流也受絕緣子兩端電壓和環(huán)境溫濕度等因素影響。其次,完成了高速列車車頂絕緣子絕緣狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)和軟件程序設(shè)計(jì)。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)部分主要根據(jù)系統(tǒng)需求對(duì)系統(tǒng)的整體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì),并分別對(duì)傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集與處理模塊、報(bào)警模塊、電源模塊和人機(jī)界面進(jìn)行了選型和調(diào)試。由于BR PLC采用分時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng),所以軟件程序采用模塊化設(shè)計(jì),根據(jù)不同的功能設(shè)計(jì)不同的程序,并且根據(jù)功能的緊要程度不同,設(shè)置不同的任務(wù)循環(huán)周期。然后根據(jù)需要監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù),設(shè)計(jì)了人機(jī)屏界面。通過(guò)調(diào)實(shí)驗(yàn)證,該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠滿足系統(tǒng)的功能需要。最后,使用該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行了系統(tǒng)整體實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得出了在25kV電壓下,三種不同污穢程度的絕緣子的泄漏電流值并得到了絕緣子表面泄漏電流與其污穢程度之間的關(guān)系,為高速列車車頂絕緣子泄漏電流閾值的設(shè)定提供了試驗(yàn)方法上的參考。
【關(guān)鍵詞】：高速列車 車頂絕緣子 絕緣子狀態(tài)監(jiān)測(cè) 泄漏電流
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U264;TM216
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題背景和研究意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.1 絕緣子狀態(tài)檢測(cè)方法12-14
• 1.2.2 泄漏電流與污穢沿面放電的關(guān)系14-16
• 1.3 本文的主要工作16-17
• 第2章 車頂絕緣子沿面放電機(jī)理及其運(yùn)行環(huán)境17-23
• 2.1 絕緣子沿面放電的發(fā)展過(guò)程17-18
• 2.2 絕緣子沿面放電模型18-21
• 2.3 車頂絕緣子的運(yùn)行環(huán)境21-22
• 2.4 本章小結(jié)22-23
• 第3章 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)23-37
• 3.1 硬件系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)23-26
• 3.1.1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的需求分析23-24
• 3.1.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)24-26
• 3.2 硬件系統(tǒng)的子模塊設(shè)計(jì)26-34
• 3.2.1 傳感器模塊26-29
• 3.2.2 數(shù)據(jù)采集與處理模塊29-31
• 3.2.3 報(bào)警模塊31-32
• 3.2.4 人機(jī)界面32-33
• 3.2.5 電源模塊33-34
• 3.3 系統(tǒng)安全性分析34-36
• 3.4 系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 軟件程序的設(shè)計(jì)37-54
• 4.1 PLC程序設(shè)計(jì)37-48
• 4.1.1 B&R PLC的編程系統(tǒng)37-40
• 4.1.2 程序設(shè)計(jì)方案40-41
• 4.1.3 主程序41-42
• 4.1.4 數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)42-46
• 4.1.5 存儲(chǔ)系統(tǒng)46-48
• 4.1.6 通信系統(tǒng)48
• 4.2 人機(jī)界面設(shè)計(jì)48-53
• 4.2.1 MCGS軟件48-51
• 4.2.2 主界面51-52
• 4.2.3 單個(gè)絕緣子信息界面52-53
• 4.2.4 曲線顯示界面53
• 4.3 本章小結(jié)53-54
• 第5章 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的調(diào)試與試驗(yàn)54-66
• 5.1 功能模塊的調(diào)試54-61
• 5.1.1 電源模塊的調(diào)試54-56
• 5.1.2 電流測(cè)量模塊的調(diào)試56-57
• 5.1.3 電壓測(cè)量模塊的調(diào)試57-59
• 5.1.4 阻抗角計(jì)算模塊的調(diào)試59-61
• 5.2 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的試驗(yàn)61-65
• 5.2.1 試驗(yàn)方案61
• 5.2.2 試驗(yàn)原理及平臺(tái)搭建61-63
• 5.2.3 試驗(yàn)步驟及試驗(yàn)結(jié)果63-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和科研成果71

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