世界高速电气化铁道电能质量现状及治理措施

介绍了国际高速电气化铁道电能质量的现状、有关标准和改善电能质量方面的进展。探讨了我国为提高电能质量在接入系统电压等级、短路容量、供电方式、变压器类型、机车类型、接触网设计等方面应该采取的措施,在已运营电气化铁道上如何通过在机车侧、牵引变电所和公共连接点加设补偿滤波装置以及合理安排行车调度等方式来改善电能质量,并应考虑同相供电和高压直流供电等新型的供电方式。

地下轨道交通接触网受流方式的选择分析

结合目前地下轨道交通中接触网基本采用的2种受流方式,架空接触网和接触轨,本文从基本形式、受流特性、安全可靠性等7个方面简述了2种供电方式的优缺点。建议应该根据目前在建铁路的接触网受流方式和线网规划,结合城市需求,选择合适的接触网受流方式。

高速电气化铁路中的弓网电弧现象研究综述

高速电气化铁路弓网系统中的电弧已经成为制约我国高速铁路发展的技术瓶颈。笔者论述了电弧对接触导线、受电弓滑板、通讯信号、无线电信号和供电质量等的危害,从电弧产生的机理和特征、电弧模型、电弧能量、电弧侵蚀和载流摩擦磨损方面综述了相关电弧问题的研究现状,为深入开展弓网电弧现象、机理及抑制措施的研究打下了基础。

电铁谐波的测量与仿真分析

为了分析电力机车产生的谐波对电力系统的影响,以某牵引变电所普通的Ynd11型变压器接线为例,从动态的过程对牵引供电系统和电力机车进行建模仿真,分析了注入110kV侧的不平衡谐波电流和电压;通过模型的仿真结果和实际测量数据对比验证了模型的正确性;同时,针对机车不同牵引功率,仿真分析了其对电力系统影响,包括电流谐波、电压谐波和负序电压变化。结果表明:电流、电压谐波随着功率的增加呈曲线增加,其变化趋势复杂;而负序电压含量变化近似一条直线,与功率的变化成正比。

高压脉冲方波下聚酰亚胺薄膜电老化寿命模型

逆变器输出的高压脉冲方波会导致变频调速牵引电机绝缘过早损坏,其老化机理与工频交流电压下不同。利用一种高压脉冲绝缘老化试验系统模拟变频器对变频调速牵引电机定子绕组绝缘的老化作用,以聚酰亚胺薄膜为试验对象,研究了脉冲方波幅值、频率对绝缘寿命的影响,提出了高压脉冲方波下绝缘材料的电老化寿命模型。

高速铁路弓网电弧模拟装置的研制

弓网关系是目前制约我国高速电气化铁路发展的瓶颈之一,而弓网电弧问题是弓网关系中需要解决的核心问题。由于现场勘察、测量弓网电弧有相当大的难度,为此依据弓网电弧产生机理,研制出一套弓网电弧模拟装置,可在实验室对这套模拟装置产生的电弧进行测量、数据采集,为研究解决弓网电弧问题打下基础。

电气化铁路大型货场新型移动接触网设计

针对现有移动接触网缺陷,提出一种适用于电气化铁路大型货场的新型移动接触网设计。通过分析对比和理论计算,开展折臂式腕臂、滚珠丝杠传动等机械系统以及电机驱动、行程限位、互锁控制等电气系统的设计,并阐述新型移动接触网的典型布置方案及运行流程。折臂式腕臂可有效克服直摆式腕臂装置阻力大的缺点,且具有增大装卸作业空间的作用;滚珠丝杠传动系统具有运行平稳、传动效率高、传动精度高、磨损小、寿命长等优点;带有互锁功能的控制系统可以最大程度保障移动接触网安全有效运行。该设计针对性地弥补了现有移动接触网的缺陷,具有广泛应用前景。

局部放电校准仪的研究与设计

介绍了局部放电校准仪的设计原理,建立了局部放电校准仪的电路模型。通过对模型进行分析、计算,得出校准仪的输出电量与电阻分压比成正比。改变分压比就可以实现不同的输出电量。利用此校准仪进行测量实验,结果表明:其输出的实际电荷量满足IEC 60270标准中规定的指标。

车载牵引变压器小型轻量化研究

车载牵引变压器小型轻量化是机车高速运行的需要,在车载变压器小型轻量化上有几种相互竞争的方案,针对这些方案做了较系统的总结,并对它们的优缺点进行了比较分析,提出了使用直流斩波技术实现无变压器化交流传动系统的新方案。

单相桥式整流电路滤波器参数对功率因数及谐波的影响

对单相桥式整流电路参数提出了数学模型和数值计算相结合的分析方法,通过这种方法可以计算出整流电路各状态变量在各个时刻的瞬时值,在保证计算的速度的同时能满足计算的精度。运用这种方法计算表明,通过合理的参数配置,能够把电源的功率因数提高到0.77以上。

高速铁路弓网电弧抑制方法的研究

弓网电弧问题是制约电气化铁道提速的主要原因之一,为此本文提出了一种弓网电弧的抑制方法。通过在车载变压器高压侧并联一个适当大小的电容,降低电源及回路电感中能量在电弧中的消耗。基于MATLAB/Simulink仿真工具提供的通用模块,建立了牵引供电系统产生电弧的模型,并进行仿真分析。最后表明,当并联到车载变压器高压侧电容值取为8.3μF时,可以使弓网电弧的能量消耗降低40%,过电压降低30%。

电力机车受电弓发展综述

电力机车速度不断提高导致弓网电弧加剧,已经严重制约了高速铁路的发展。本文从受电弓的结构和滑板材料角度阐述国内外电力机车减小弓网电弧危害的现状以及发展,并分析了受电弓滑板的发展趋势。最后从电气角度分析了弓网电弧的产生机理,指出在现有的机械手段的基础上还应结合弓网电弧的电气特性进行研究,从而找到抑制和消除弓网电弧的方法。

基于加权秩和比法的接触网质量评价方法

研究目的:随着电气化铁路运营里程的增加,接触网运营维护压力与日俱增。为了保证接触网系统能够持续安全稳定地运行,急需研究能反映接触网动静态参数、设备质量、连续无故障运行时间的客观准确的质量评价方法。研究结论:(1)本文提出了基于加权秩和比法的接触网质量评价方法,该方法采用非整数秩次评价方法,可以将评价对象对应评价指标之间的数值差距大小带入整个评价算法从而获得更客观的评价结果,同时该方法采用了动静态指标、设备质量指标和连续无故障运行时间的二层评价指标和加权秩和比法,操作性强,专家介入更简单,结果科学可靠;(2)从理论分析和实验数据可以看出,该方法可以科学有效地对轨道交通接触网设备在一定时间段内的质量情况进行评价,其结果对接触网科学运维工作和运维策略的制定有较高的参考价值;(3)本研究成果适用于电气化铁路接触网专业领域。

复合材料腕臂定位装置结构仿真和试验研究

研究目的:目前国内电气化铁路的运营里程已超过15万公里,接触网作为电气化铁路中列车的动力之源,其运营维护工作非常繁重,其中腕臂定位装置更是接触网维护的核心重点,因此减少接触网腕臂定位装置的零部件数量和紧固件数量,同时提高装备可靠性,降低运营维护工作量成为了未来接触网的重要发展方向。研究结论:(1)本文提出了一体成型复合材料腕臂及定位装置和配套新型承力索座的设计方案,相对于既有金属腕臂及定位装置,一体成型复合材料腕臂及定位装置在零部件数量、紧固件数量、技术性能等方面均更具优势,可大幅度减少运营维护工作量;(2)通过仿真计算发现,复合材料腕臂定位装置和新型承力索座的结构最大应力、最大位移与绝缘性能均满足实际工况需要,且有相当大的余量;通过试验测试发现,复合材料腕臂定位装置和新型承力索座的机械性能、电气性能和耐老化性能均满足标准规范要求;(3)本研究成果可应用于电气化铁路接触网专业相关领域。

电气化铁路27.5 kV电缆护层保护器参数研究

27.5 kV电缆是高速铁路牵引供电系统的重要基础设施,其运行状况直接关系到高速铁路运输安全和运营品质。首先分析了护层保护器的工作原理,研究了三相电力电缆和电气化铁路用单相27.5 kV电缆的差异,总结了目前电气化铁路27.5 kV电缆用护层保护器现状及存在的问题;其次总结了27.5 kV电缆的接地方式,然后分别针对不同导线截面、不同外护套绝缘材料、不同屏蔽铜丝数量的27.5 kV电缆,对护层保护器接地线、额定电压、起始动作电压、持续运行电压、标称放电电流、标称放电电流下的残压、工频耐受电压、耐受大电流冲击电压、通流容量、电缆护层最低冲击电压、残压、动作次数寿命等参数进行了详细的研究,并提出了护层保护器参数的建议,对于电气化铁路护层保护器标准指定以及选型具有一定参考意义。

圆管道机器人驱动机构的研究与开发

针对现有工业、民用领域管道机器人的特点,研究开发了一种新型的圆管道机器人螺旋驱动机构.开发出的杠杆变径机构使机器人在不同管径（50-90 cm）内行进.对驱动机构进行了理论分析,采用MATLAB建模,得到最优的驱动机构设计方案.

简统化接触网零部件防腐方案研究

“简统化”接触网装备陆续在各项目应用,标志着中国铁路接触网装备自主化进程又向前迈出了一大步。但目前在简统化零部件防腐工艺方面仍不完善,尚无与之匹配的成熟防腐方案。传统的防腐工艺种类繁多,不同项目甚至同一项目的不同区段采用标准并不统一,对零部件制造成本和后期服役性能产生较大影响。我国地域辽阔,环境差异较大,不同的服役环境应采用不同的与之匹配的防腐方案。本文通过对既有零部件服役性能进行研究,对不同形式防腐工艺进行试验,研究统一“简统化”接触网装备的防腐方案,提出适用于不同环境的防腐措施,在考虑经济性的同时延长设备服役寿命,提高接触网装备可靠性,减少运营维护成本。

城际铁路接触网电分相合电标位置优化分析

针对27.5 kV柔性接触网城际铁路人工驾驶工况,若合电标位置距离中性段较长,不利于列车通过电分相。本文提出了合电标位置的优化措施,分析了3种列车过分相方式的过程及优先级,考虑了受电弓与驾驶室之间的距离,在保证安全的前提下极大程度提高了列车的过分相能力,并通过实际案例计算得出优化结果。

接触网隔离开关监控系统工程应用及发展趋势

论述了接触网隔离开关监控系统的基本构成,并结合工程应用实例从主站、子站及通信网络3个方面比较了监控系统的各种方案,最后探讨了接触网隔离开关监控终端的发展趋势。

接触网绝缘和避雷材料与器件性能分析

绝缘和防雷击技术是保障接触网安全可靠工作的重要保障,将直接影响铁路运输的安全性。