计及杂散参数的柔性直流启动电阻冲击电压分布特性研究

针对柔性直流输电系统中启动电阻异常放电问题。首先,从启动电阻温升、绝缘水平、电流应力及冲击能量几方面进行校核分析;然后,对现场启动电阻进行拆解,定量分析启动电阻放电原因;最后,利用Ansys搭建电阻器杂散电容求解模型,根据分布电容求解结果,基于PSCAD搭建电阻塔的宽频等效模型,仿真分析启动电阻在冲击电压下的电位分布规律,验证启动电阻异常放电机理并提出优化改进措施。研究结果可为今后柔性直流输电系统启动电阻的选型设计提供参考。

矿渣水泥基复合材料在杂散电流作用下的抗软水溶蚀机理研究

在轨道交通工程运营期间,复杂的服役环境导致混凝土结构耐久性下降。本文主要研究了在杂散电流与软水溶蚀耦合作用下,矿渣掺量、水胶比和杂散电流电压强度对矿渣水泥基复合材料微观结构的影响。结合X射线衍射、热重、扫描电子显微镜和压汞等方法,分析了矿渣水泥基复合材料经溶蚀90 d后的物相组成、Ca(OH)_(2)含量、微观形貌以及孔结构变化。研究结果表明:矿渣掺量越大,矿渣水泥基复合材料内部的Ca(OH)_(2)含量越少,材料的孔隙率越低,结构更均匀致密;随着杂散电流电压强度的增加,矿渣水泥基复合材料内部的Ca(OH)_(2)和AFt含量变少,且AFt和Ca(OH)_(2)等物相边界变得模糊不清;矿渣水泥基复合材料中C-(A)-S-H的含量略有增多,孔隙率略有下降;随着水胶比的增大,矿渣水泥基复合材料内部的Ca(OH)_(2)含量变少,剩余物相含量变少,微观结构变得松散多孔,孔径结构整体粗化,孔隙率增大。

IGCT门极驱动装置杂散电感测量与改进

集成门极换流晶闸管(IGCT)的关断能力高度依赖其门极驱动单元的换流能力,为了提高其换流能力,限制杂散电感是关键。分析了影响关断电路中杂散电感的主要因素,提出了抑制和减小电路杂散电感的方法,采用此方法将关断回路总杂散电感从13.6 nH降低到4.7 nH,最终达到3.5 nH,使门极电流峰值和上升率分别达到-6 120 A和-5 720 A/μs,满足4 500 V/4 000 A IGCT的驱动电路关断能力的要求。对环绕型关断电路的杂散电感进行详细划分和测量,针对采集的各部分电感分布量进行分析,结果对更高电流容量IGCT驱动电路板的设计有重要的参考价值。

奥氏体不锈钢马氏体含量的杂散磁场检测与涡流检测

为了比较杂散磁场和涡流检测技术对奥氏体不锈钢马氏体含量的检测能力,制备了铁素体含量系列标准试块、马氏体含量系列试样和管道弯头工件,并开展了两种检测技术对不同马氏体含量的信号响应试验、磁各向异性试验、同种材料不同马氏体含量检测试验和现场管道弯头的检测试验。试验结果表明,受工件的磁各向异性和环境磁场等因素影响,杂散磁场检测技术检测结果与马氏体含量的对应关系差;但这些因素对涡流检测技术的影响较小,因此,对于奥氏体不锈钢马氏体含量的现场检测,涡流检测技术要优于杂散磁场检测技术。

地铁杂散电流干扰变压器多场传播模-态分析

针对城市地铁杂散电流干扰临近电网接地变压器出现的偏磁异常,基于电磁-机械-声耦合原理,提出变压器多场干扰传播时域模-态数学模型。仿真不同场景下变压器多元时空信息,建立多元干扰传播特征信息库。分析典型场景中杂散电流对磁通、电磁力、振动及噪声等传播特征的影响,归纳物理特征信息的耦合关联规律,对比杂散电流时变分量与直流分量的干扰差异。结果表明,杂散电流时变分量对变压器的干扰与直流分量情况类似,但时变分量导致多场参数变化具有更加复杂的时序波动性。搭建动模实验平台,测量不同干扰下变压器的电流、振动及噪声数据,并与仿真结果对比,验证该文模型与结论的正确性和有效性。基于多元特征信息库构建多元模-态空间,划分四类干扰传播域,并形成干扰判据,为城市电网变压器抵御轨道交通杂散电流干扰的安全态势感知与异常辨识提供依据。

基于探地雷达的杂散电流环境下混凝土损伤检测研究

因走行轨不能对地完全绝缘,地铁运行时会产生杂散电流,导致混凝土中的钢筋发生电化学腐蚀。由于电化学腐蚀的持续发生,腐蚀产物累积在钢筋表面周围,从而对混凝土产生膨胀应力,导致混凝土开裂脱落,因此有必要对杂散电流影响严重区域的钢筋混凝土结构进行检测。该文首先基于多物理场法对钢筋混凝土的电化学腐蚀进行二维瞬态仿真研究,得到与实际混凝土结构相近似的腐蚀损伤图;进而对得到的损伤图进行探地雷达数值正演模拟检测。研究结果表明,在钢筋混凝土发生电化学腐蚀的过程中,钢筋直径的减小和腐蚀产物厚度的增加对探地雷达检测信号影响较小,因膨胀应力而产生的混凝土裂缝对探地雷达检测信号的影响起主要作用。

某成品油管道杂散电流干扰评价与防治策略探讨

随着城市轨道交通系统的快速发展,其产生杂散电流干扰会对城市内与周边的埋地金属管道造成严重的腐蚀问题。该文以国内某成品油管道为例,对其进行深入的杂散电流干扰情况的检测与分析,并根据检测结果提出详细的防治策略,也为类似工程杂散电流干扰评价与防治提供解决思路,具有实际的工程指导意义。

车载终端的辐射杂散整改分析

随着电子无线通信飞速发展,无线通信模块不仅限于手机与平板电脑,很多生活中常用的设备也都集成了无线通讯模块,例如手表、家用电器、车载设备终端。在认证检测中发现射频的辐射杂散指标很容易超标,本文将重点围绕车载终端产品产生的辐射杂散原因及整改方案进行分析。

基于高频振荡的变流器杂散电感多参数提取方法

针对变流器不同位置杂散电感准确获取困难的问题,提出一种基于LC高频振荡原理的杂散电感多参数提取方法,充分利用变流器自身结构,通过3个现场实验主动构建不同的谐振电路,并根据它们的振荡频率计算变流器不同位置的杂散电感。首先阐述了高频振荡法的基本原理,建立了不同谐振实验的等值电路模型。然后,以1700 V/450 A IGBT变流器系统为例,通过仿真与实验进行了可行性与有效性验证。最后,通过实验与传统双脉冲法进行了对比分析。研究表明:所提出的方法可有效提取变流器内不同位置的杂散电感参数,与双脉冲法提取开关杂散电感结果基本一致,精度可达纳亨级。

城市轨道交通对临近天然气管道的杂散电流干扰评价及防治

地铁是杂散电流干扰常见的干扰源之一,会对周边的埋地管道造成严重的腐蚀。本文研究了地铁对邻近管道的杂散电流干扰的评价方法与防治措施,以常州地铁2号线附近埋地管道为例,采用智能采集仪进行杂散电流干扰情况的检测与评估,评价管道受干扰程度;分析数据得出管道受到不同程度的杂散电流干扰,存在正于保护准则情况。提出了杂散电流防治措施,为实际杂散电流干扰评价提供解决思路,具有指导意义。

直流杂散电流对Q235钢在红壤中腐蚀行为的影响

在模拟直流电流干扰下,研究了接地材料Q235钢在江西红壤环境中的对地电位变化规律以及腐蚀行为,采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析了试样表面腐蚀产物的形貌及组成,并将初始电位偏移量和稳定电位偏移量与失重法获得的腐蚀速率进行了拟合。结果表明:在不同电流密度的直流电流干扰下,阳极对地电位先下降后缓慢升高,最后趋于稳定;直流干扰下试样表面呈现局部腐蚀的特征,腐蚀产物分层、疏松且易脱落,其主要成分为Fe2O3、FeOOH;初始电位偏移量及稳定电位偏移量均与实测的腐蚀速率呈线性关系。试验条件下通过测量阳极对地电位可间接预测Q235钢接地材料的腐蚀速率。

IGCT门阴极换流路径杂散阻抗在线监测方法研究

集成门极换流晶闸管(integrated gate commutated thyristor,IGCT)换流路径杂散阻抗是评估其关断能力的重要参数,现有离线测量方法有诸多缺陷并且测试过程复杂,实时性差。该文主要针对IGCT换流路径杂散阻抗在线监测问题,结合IGCT关断过程,分析了换流路径杂散阻抗的构成;根据基尔霍夫电流定律(Kirchhoff’s current law,KCL)、基尔霍夫电压定律(Kirchhoff’s voltage law,KVL)推导了换流路径电压、电流方程,进而提出基于阴极集成印刷电路板(printed circuit board,PCB)式电流传感器的换流路径杂散参数在线监测方法;采用高速采集卡和LabVIEW软件,构建了测量系统;通过在高压、大电流加速老化测试平台上的实际测试,实现了mΩ级电阻与nH级电感的杂散阻抗准确提取,验证了在线监测方法的有效性。

地铁杂散电流引起变压器直流偏磁抑制方法

针对城市地铁运行时泄漏的杂散电流会引起沿线变压器直流偏磁问题,提出一种基于碳化硅PiN二极管的偏磁抑制方法。首先,建立杂散电流分布模型并采集现场地电位实测数据,明晰了地铁运行下城区整体大地电位的数值分布特点。然后利用碳化硅PiN二极管在直流电压和故障电流下的电压阻断能力及电流导通特性,提出了基于碳化硅PiN二极管的变压器直流偏磁抑制电路结构与工作流程。最后基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了城市电网110kV变电站主变直流偏磁仿真模型,验证了偏磁抑制方法故障电流导通能力和偏磁直流抑制效果。仿真结果表明:电网故障时,偏磁抑制方法瞬时导通,继电保护迅速动作跳闸;变压器实施偏磁抑制后,中性点直流电流被阻隔,磁滞回线、一次侧绕组电流及励磁电流畸变率降低,直流偏磁得到有效抑制。

低杂散接收光控波束形成系统及基于LabVIEW的显控软件设计

针对微波光子接收相控阵雷达存在杂散干扰的问题,本文提出了一种一维光控波束接收系统,该系统采用子阵划分的方式,改进了系统的杂散水平。同时编写了一套基于LabVIEW的显控软件,通过实时微调激光器波长并监测杂散水平来自动优化系统杂散,经过实验验证,杂散得到有效抑制。

地铁杂散电流对变压器直流偏磁的影响分析

地铁运行过程中泄漏的杂散电流引起地电位波动变化,易导致附近接地变压器出现直流偏磁现象。为解决此类问题,首先,建立了地铁运行等值电阻网络模型,实现杂散电流实时数值计算;然后,进一步推导了杂散电流场位方程,实现地铁机车运行时附近大地电位空间分布的动态模拟;最后,基于杂散电流引起的大地电位分布结果与交流电网的等效直流电阻模型,实现接地变压器偏磁直流和励磁电流的数值计算,建立中性点直流量和波形畸变率偏移度评判指标,可有效评估变压器直流偏磁程度。仿真结果表明,机车运行工况及机车间距对变压器直流偏磁影响明显,制定合理的地铁运行策略可有效削弱附近变电站直流偏磁干扰。

影响地铁车辆段杂散电流分布及其对临近埋地钢质油气管道干扰的关键因素

为了系统性地明晰影响地铁车辆段杂散电流分布及其对临近埋地管道干扰的关键因素,选取国内某地铁车辆段及其临近的埋地管道为研究对象,采用GPS同步测量的方式监测三种工况下车辆段轨道、管道的电位和电流参数,对比分析了影响车辆段杂散电流分布和管道干扰的主要因素,同时介绍了相应的代表性优化改进措施。结果表明:自动消弧装置反向导通、二极管支路和库内轨道接地方式是影响车辆段内杂散电流分布的三个主要因素,综合考虑三种因素才能实现对车辆段杂散电流干扰的有效缓解。

杂散电流与复合离子作用下埋地碱激发矿渣混凝土中钢筋锈蚀研究

沿海地铁等地下工程混凝土在杂散电流与腐蚀离子复合作用下易发生钢筋锈蚀。本文针对普通混凝土和碱激发矿渣混凝土,采用实时应变监测、电化学阻抗测试和微观分析等方法,探究了杂散电流作用下,钢筋在不同腐蚀环境中的腐蚀行为。结果表明,混凝土中钢筋呈点蚀行为,钢筋锈蚀产物的化学组成不受腐蚀离子以及混凝土类型影响。碱激发混凝土钢筋腐蚀速率低于普通混凝土,钢筋脱钝与混凝土锈胀开裂时间相对滞后。随着盐渍土中硫酸根离子增加,钢筋混凝土的锈胀开裂时间和锈胀开裂力呈先增大后减小的趋势,硫酸根离子延缓了氯盐导致的钢筋锈蚀。

基于杂散磁场信号螺旋曲线投影变换与ResNeXt-18的永磁直线电机偏心故障诊断

该文提出一种基于杂散磁通密度信号立体螺旋曲线投影面变换与ResNeXt-18深度学习框架相结合的方法,以实现永磁同步直线电机(PMSLM)偏心故障的非侵入式诊断。首先,建立PMSLM有限元模型,分析静态和动态偏心故障下的电机内部与杂散磁场分布。采用隧道磁阻效应(TMR)传感器并设计连接件,实现传感器与电机动子一体化设计,对电机外部杂散磁通密度信号进行实时非接触式测量。其次,引入立体螺旋曲线变换(TDSCT)信号处理算法,对电机偏心故障下的外部杂散磁通密度一维信号进行三维调制,并通过对多视角下二维投影面图像的拼接融合,实现故障特征的可视化增强。然后,引用深度学习ResNeXt-18分类框架,通过对杂散磁通密度信号二维投影面数据集的训练学习,实现偏心故障的定量精细化诊断,精度高达99.4%。与Xception,ResNet-18,GoogLeNet和CNN的对比实验表明,ResNeXt-18具有更高的诊断精度和鲁棒性。最后,搭建PMSLM样机实验平台,验证了该文所提方法的有效性。

模拟杂散电流干扰对阴极保护下X65钢腐蚀行为的影响研究

地铁列车系统运行过程会泄漏杂散电流,造成附近埋地金属电位波动,并使阴极保护效果减弱或失效,最终导致埋地金属因腐蚀而失效。以常用的管线钢X65钢为研究对象,在实验室搭建杂散电流腐蚀模拟试验装置,进行杂散电流干扰电位±1,±2,±4 V持续4 d及杂散电流干扰电位为±2 V并持续1,2,4,8 d的2组腐蚀模拟试验,研究杂散电流干扰下受阴极保护的X65钢的腐蚀行为规律。结果表明:杂散电流干扰电位达到+2 V以上时,X65钢的腐蚀速率会急剧增大;正向杂散电流干扰会使X65钢试样发生点蚀再演变为均匀腐蚀,并在两者间循环交替,腐蚀产物成分为Fe_(2)O_(3);负向杂散电流干扰对X65钢试样存在腐蚀影响,影响作用较为轻微。

直流杂散电流对埋地管道的电腐蚀规律及排流措施

随着工业化进程的不断发展,轨道交通对埋地管道的直流杂散电流干扰愈发严重。为降低杂散电流引发的电腐蚀问题,在监测埋地管道沿线电位的基础上,分析干扰规律、干扰频率、干扰源位置对管道的影响,考察电流流入和流出的规律,并测试不同排流措施效果。结果表明:干扰规律与轨道的运营状态保持一致,干扰频率与发车时间间隔保持一致;距离干扰源越近,电位正向偏移的时间比例越大,腐蚀趋势远大于其余管段;同一位置不同时段可能互为电流流入、流出段,电流流动方向和规律随时间动态变化;排流措施中强制排流的效果最好,其次为极性排流和接地排流,阴极保护的效果较差;通过多重联合防护,除与轨道交通最近的管段外,其余管段均达到了良好的保护效果,腐蚀速率大幅降低,可减少管道更换和泄漏放空量。