高速列车移动接地回流系统研究综述

列车移动接地系统通过接地轮对与钢轨间的滚动电接触实现电能的泄放。其中,车载接地系统可分为工作接地与保护接地两种方式。但由于工作接地轮对与保护接地轮对共用钢轨并将其作为泄流渠道,通过工作接地泄放至钢轨的电流易通过周边的保护接地轮对再次回窜至铝合金车体上,从而在车-轨间形成环流,长期存在车-轨环流将导致牵引电机轴承、齿轮箱齿轮电蚀,抬高车体电位,严重影响列车上搭载的乘客与设备的安全。伴随着高速铁路运行速度及牵引功率不断提升,列车牵引电流的不断增加,将导致车-轨环流现象越加严重,亟需对车-轨环流的产生机制、影响因素及抑制措施开展研究。首先调研车-轨环流造成的相关事故,并梳理产生车-轨环流的根本原因。通过调研目前已构建的移动接地系统仿真模型,探究车-轨环流机理与接地回流的动态变化特性,并收集目前已提出的车-轨环流的抑制措施,提出解决问题的思路。

基于车体接地电流的故障列车精准识别方法

针对专用回流轨直流牵引供电系统发生正极与车体短路故障时,故障列车不能被精准识别的问题,首先给出了双边供电牵引系统等值模型,其次分析了故障列车和正常列车的车体接地电流特征差异,最后提出了一种基于车体接地电流的故障列车精准识别方法。所提方法采用列车的车体接地电流幅值和方向作为故障识别判据,当其幅值小于整定值时判断列车正常,当大于等于整定值时继而采用其方向进行判断,电流为正方向的列车被判为故障车,电流为反方向的列车被判为正常车。该方法原理简单,实现方便,实用性强,采用双重判据能有效避免误判,可靠性高。通过Matlab仿真和现场试验录波验证了方法的可行性和有效性。

轻型跨座式单轨供电系统方案研究

为降低轻型跨座式单轨供电系统建设成本,文章结合轻型跨座式单轨特点、线路条件,充分利用先进电力电子设备,尤其是兼顾整流和逆变功能的双向变流装置和低压成套逆变电源装置对供电系统进行设计,并以某旅游轻型跨座式单轨项目为例,分析供电系统功能及需求、优化外电源供电方案、中压网络接线方案、整流设备配置方案、牵引回流系统方案以及低压配电接线方案,提出适用轻型跨座式单轨的供电系统方案。通过与传统方案在技术、经济方面的比对,得出优化方案在满足供电系统运营要求的基础上,有效减少房间面积需求并降低供电系统投资成本及运营成本,为轻型跨座式单轨的推广应用创造有利条件。

铁路站场牵引回流系统的回流特性研究

在一些大型站场中,存在回流不畅、钢轨电位过高等回流问题,当发生接触网对支柱短路时,上述问题更加严峻。为了研究大型站场中牵引回流系统的回流特性,需要针对列车正常运行和接触网对支柱短路两种状态进行研究,运用接地分析软件CDEGS搭建相应的仿真模型,并根据所建模型进行仿真分析。由仿真结果可知:无论列车正常运行还是发生接触网短路故障,站场中只有小部分吸上线工作,因此导致钢轨上有较高的牵引电流;在发生接触网对单独接地支柱短路故障时,支柱周围存在地电位过高等安全问题。针对以上问题,提出在牵引变电站附近多架设两条吸上线、将站场两端的贯通地线与回流线相连和将单独接地支柱底端与两侧钢轨的扼流变中性点相连的措施。通过仿真分析,提出的措施方案能够较好地改善站场中存在的回流问题并解决短路故障带来的安全问题。

医院专项区域暖通空调系统设计要点探讨

介绍了专项区域各科室HVAC系统设计要点,主要是冷热源及加湿器的形式的选择原则,对于不同区域需要注意的事项,像DSA区域送风天花的设计、设备间温度处理;中心供应室设备夹层温度过高、环氧乙烷气体排放的处理;B2生物安全柜的补风问题;静脉配置中心的抗生素配置中心及抗肿瘤配置中心排风问题;病理科室内空气处理、排风处理;手术部的特殊手术室设计要点;监护病房及产科空气处理机组的选择等问题,以具体工程项目为例,给出了具体的解决方案。

HVDC地中直流对交流系统的影响及规律分析

直流输电系统在系统调试或故障情况下会处于单极大地回路运行方式,这时地中直流会对交流系统的正常运行带来不利影响。为此全面总结了我国龙政、天广、三广直流输电线路在调试与运行过程中对附近交流电网运行带来的噪声、谐波、振动等不利影响;通过贵广调试现场实验及对实测数据的详细分析,归纳得到变压器中性点直流、谐波、噪声等与入地直流之间的关系规律;通过建立理论模型,对于地中直流的分布特性进行了分析,并以春城变电站为例就中性点直流电流进行了计算。计算结果验证了所提理论模型和计算方法的有效性。

交直流双制式牵引供电系统钢轨电位特性分析

交直流双制式牵引供电系统中机车过分相前、后工作于不同供电制式,造成了牵引回流特性的差异,影响不同区段钢轨复合电位分布.采用CDEGS软件建立了交直流双制式牵引供电系统仿真模型,并验证模型正确性和有效性.计及交流区段和直流区段之间牵引回流的相互干扰,提出了适用于交直流双制式牵引供电系统的钢轨复合电位限值,研究了影响钢轨复合电位分布的主要因素及其敏感度.结果表明:当无电区不设置钢轨绝缘节时,无电区段长度增大则交直流区段牵引回流的相互干扰程度降低,导致无电区钢轨复合电位减小;土壤电阻率增大则交直流区段牵引回流的相互干扰程度增强,导致无电区段钢轨复合电位增大;直流区段过渡电阻越大,则直流区段钢轨复合电位越高.交直流区段之间的无电区设置绝缘节能够改变回流结构,避免钢轨复合电位超标,以国内首条双制式线路为例,设置绝缘节后可以使钢轨复合电位直流分量从103.92 V降至60.20 V,保障了人身安全.

单闭环直流调速系统研究

针对单闭环调速系统的组成和基本性质 ,研究了这种调速系统存在的问题及解决办法。通过实验提出了一种有效的单闭环调速系统

牵引回流对计轴设备的影响分析

计轴器作为列车占用轨道区段的重要检测设备,其工作性能对铁路安全运营有着重要影响。根据计轴器的尺寸及结构在Ansoft Maxwell中建立三维模型并进行有限元分析,研究计轴器周围磁场的分布以及车轮对其工作状态的影响。在Simulnk中建立AT式牵引供电系统、CRH2型动车组仿真模型,并基于Simplorer平台对牵引供电系统的Simulink模型及计轴器的三维Maxwell模型进行联合仿真,分析牵引回流对计轴器的影响。该联合仿真模型能够为现场案例分析、计轴器抗干扰优化设计提供理论依据。

人工引雷至架空线路与地面雷电流峰值估算比较

基于2018—2019年在广州从化进行的引雷至架空线路和引雷至地面两种火箭引雷试验,分析对比了两种引雷情况下在试验现场测得的回击实测电流峰值以及由雷电定位系统提供的回击估算电流峰值和回击远电场峰值,评估了两种引雷情况下雷电定位系统的电流估算情况。引雷至地面(线路)情况下87(70)次回击实测电流峰值的几何平均值是13.4(16.4)kA。相对于引雷至地面的回击,引雷至线路情况下回击电流峰值估算误差整体更偏向纵轴的负轴,这可能是因为电流峰值相同的回击,引雷至线路时产生的远电场峰值比引雷至地面时约低14%。

高速铁路牵引回流系统建模分析

高速铁路牵引回流分布复杂,有必要对其进行精确的建模分析。采用平行多导体传输线理论,搭建统一的牵引网数学模型,实现针对不同空间分布形式的牵引网阻抗和导纳的计算。运用埋地裸导线法对综合地线进行建模,弥补等效接地电阻法不能计算导线电流的缺点,且计及综合地线与其他导线间的耦合,研究不同回流导线中的电流分布比例,并与实测数据进行对比,验证埋地裸导线建模法及牵引网链式网络潮流算法的准确性,并探讨回流测试方案。

地铁牵引供电回流系统主要问题分析

介绍了城市轨道交通直流牵引供电系统的主要特点。对直流回流系统运行中曾出现过几个典型问题进行说明,如钢轨电位升高甚至超标、杂散电流泄漏量大、回流系统设备故障等。通过原因分析、系统总结和归纳有效治理措施,并针对薄弱环节采用新工艺、新方法,对直流回流系统提出了新的思路及建议,可供同行探讨或参考。

基于高速铁路典型车站牵引供电系统仿真模型的降低绝缘节两端电位差方案

以兰新二线高速铁路某车站及其邻接区间为例,采用节点电压方程法建立该车站及其邻接区间全并联AT牵引供电系统的仿真模型,仿真计算不同条件下列车在车站侧线通过或者发车时轨道电路绝缘节两端的电位差。仿真结果表明:当列车牵引电流减小至200A时,绝缘节两端的电位差可降至20V以下;当道砟漏泄电阻为100Ω·km且列车牵引电流达到500A时,绝缘节两端的电位差将超过60V的安全接触电压;在增加横向连接线后,当列车牵引电流不超过300A时,绝缘节两端的电位差可降低至20V以下。由此得出在现有条件下降低绝缘节两端电位差的解决方案:列车牵引电流应控制在200A以内;合理增设横向连接线。为从根源上避免拉弧引发的绝缘节烧损现象,提出在车站侧线回流切断点处增加回流匹配器的方案,使其连接绝缘节两端的扼流变压器,从而形成等电位,同时可有效隔离轨道电路信号。

基于回流系统集中参数模型的地铁钢轨电位和杂散电流计算

地铁直流供电及回流系统中存在钢轨对地电位和杂散电流。钢轨对地电位对人身和设备存在直接安全隐患,杂散电流对地铁钢结构形成比较严重的电蚀。文章以具有OVPD装置的直流供电及回流系统为例,建立回流网集中参数电气模型,通过multisim软件仿真,计算钢轨对地电位和杂散电流,总结钢轨对地电位和杂散电流规律,为排流柜投入运行、OVPD保护电压设置等提供依据。

太阳大气中束流-回流系统的动力学

高能带电粒子束是各类天体活动现象中最常见的产物之一,它们在宇宙等离子体中传播的动力学,特别是基于电荷中性与电流中性(净余电流为零,即Inet=0)的要求而伴随的回流以及束流–回流系统的动力学,一直是天体物理研究中受到广泛关注的基本问题之一。近年来,太阳活动现象的多波段高分辨率观测及太阳风和地球电离层的高分辨率观测为人们深入研究这一问题提供了丰富的观测资料和细致的理论依据,并已经取得了一系列重要进展。在简要回顾太阳大气中束流–回流系统动力学的研究历史后,再对这一研究领域近年来的最新进展进行综合评述,内容包括回流及其成因的理论模型,束流-回流系统中的不稳定性,以及近来在数值模拟研究和观测分析研究方面的最新成果。同时,也对该领域的未来发展趋势和前景进行了简要讨论。

电气化铁路长大隧道区段牵引回流特性研究

由于电气化铁路长大隧道区段牵引供电系统特殊的电磁环境与电气拓扑结构,导致流经钢轨的牵引回流比例较大并产生过高的钢轨电位,因此需对隧道区段内牵引回流及钢轨电位分布规律开展深入研究。建立隧道区段直供带回流线方式下牵引网链式模型,计算接触网刚性悬挂方式下的牵引网导线阻抗参数,并推导多导体阻抗与导纳矩阵,利用Matlab/Simulink仿真平台建立长大隧道区段牵引供电系统仿真模型。在此基础上,分析机车运行时牵引回流在各回流通路中的分配规律,并研究综合接地系统对隧道区段钢轨电流、钢轨电位的影响。结果表明:电气化铁路长大隧道区段设置综合接地系统后,牵引回流经钢轨回流部分明显降低,并有效抑制钢轨电位抬升。

雷电定位系统反演地闪回击电流的准确度受回击速度取值的影响

目前国内外广域雷电定位系统在反演地闪回击电流时,一般设定回击速度为1×10^(8) m/s至2×10^(8) m/s之间的某一固定值,该文探讨了这种取值方式对回击电流反演准确度的影响。首先,介绍了利用雷电定位系统反演地闪回击电流的方法,分析了地闪回击速度对雷电定位系统反演回击电流的重要影响。其次,基于Lundholm等人提出的负极性回击电流与回击速度之间的关系式,分析了对于负极性首次回击,25 kA以下回击电流可能被低估,160 kA以上回击电流可能被高估;对于负极性后续回击,5 kA以下回击电流可能被低估,32 kA以上回击电流可能被高估。然后,回顾和总结了4种回击(负极性首次回击、负极性后续回击、正极性首次回击和正极性后续回击)的速度观测结果,认为在雷电定位系统中有必要区别对待各种类型的回击来进行回击电流的反演。最后,从个例角度比较了中国电网雷电地闪定位系统反演回击电流与人工引雷和输电铁塔实测回击电流;基于2012—2019年在武汉获取的大样本数据,对比了系统反演回击电流的累积概率分布曲线和IEEE推荐的曲线。结果表明,总体上中国电网雷电定位系统可以较好反演地闪回击电流,对于负地闪后续回击可能存在一定程度高估,这可能与系统设置的回击速度比实际偏小有关。

简析城市轨道交通钢轨电位

介绍城市轨道交通钢轨电位的产生及危害。以广州市轨道交通21号线为例,分析牵引变电所设置、牵引回流系统设置、列车运行图、设置接地支路的排流柜的运行方式、回流轨与均流电缆的连接方式对钢轨电位的影响,提出限制钢轨电位的工程实施建议。

地铁车辆段杂散电流的探讨与分析

地铁车辆段负回流系统运行环境复杂,杂散电流入侵现象严重,影响车辆段相关设备设施的使用寿命。本文通过现场测试分析,结合负回流模型仿真分析结果,提出车辆段杂散电流防护优化方案。

基于多导体回路系统的带回流线直接供电方式隧道牵引网阻抗计算和应用

针对隧道路段中采用带回流线直接供电方式牵引网阻抗,该文提出一种基于多导体回路系统的计算方法,该方法基于回路思想考虑了牵引网所有传输及回流导体构成的实际回路,计及了各回路自阻抗及互阻抗的相互影响,在建立回路阻抗矩阵基础上推导了各回路电流分配系数及牵引网阻抗参数。其中,针对隧道路段特殊的环境,采用Tylavsky公式计算由大地参与构成的回路阻抗。结合电气化铁路的实际,该文对此方法在各种复线牵引供电系统(分开、末端并联和全并联供电方式)的应用开展研究,提出末端并联和全并联工况计算中考虑满足电压降关系的约束方程,采用迭代方法获得阻抗的精确解。通过对比渝利线的实测验证,证明提出的方法能精确计算隧道内牵引网阻抗。