Research on Integrated Monitoring and Prevention System for Stray Current in Metro

On the basis of analyzing the influencing factors and harmfulness of stray current, and discussing the existing problems of monitoring and prevention system for stray current, the integrated monitoring and prevention system for stray current in metro was developed. A net system of distributed computers for monitoring was set up. It can monitor the distribution of stray current in metro and the corrosion of the metal structure in the whole line. According to the situation of monitoring it can also control the drainage of its tank to reach the best effect and eliminate the negative effect of polarity drainage. By using the new type unilateral electric device, the problem of burning the rail by electric arc can be avoided. The unilateral electric device can be connected with the monitoring net system directly to realize the monitor in line and improve the reliability of the device.

Simulation Experiment of Loading Influence to Reinforcement Corrosion Affected by Stray Current and Salt Solution

According to the service environment of subway structure,experiment is carried out to simulate influence of different loading levels to reinforcement corrosion of R.C element affected by stray current and chlorine salt solution. The current density of the corrosion is measured with the linear polarization resistance method,together with the qualitative analysis and quantitative calculation. Experiment shows that rebar corrosion current density increase accordingly with the increase of loading level. The quantitative relations and the time of rust corrosion of reinforcement are obtained.

排流网情况下地铁迷流分布规律的研究

地铁列车运行时产生的迷流,会对地铁系统及埋地金属结构产生电化学腐蚀,影响其使用寿命及安全运行。地铁迷流很难直接测量,一般通过钢轨纵向电阻、钢轨对地电阻和对地电压等参数来间接计算。作者提出了无排流网情况下的地铁迷流计算公式,建立了考虑排流网情况下的地铁迷流解析公式,修正了原来的迷流估算公式。指出虽然总的迷流并不会因为安装排流网而减少,但流入结构钢筋的迷流明显减小;在排流网与钢轨纵向电阻相同的条件下,流入结构钢的迷流与负荷电流的比值,将减小为无排流网时的平方倍,这证实了排流网的有效性,为迷流的监测与防治提供了理论依据。

地铁24脉波整流机组的仿真及谐波电流分析

牵引地铁列车的直流电动机广泛使用24脉波整流机组提供的直流电源。分析了24脉波整流机组的工作原理,利用MATLAB-SIMULINK工具箱搭建24脉波整流机组仿真模型;采用傅里叶级数从理论上分析了电网侧和直流侧谐波电流,且通过仿真分析,更加直观地体现了电网侧和直流侧谐波电流特点。结果表明:采用24脉波整流机组,网侧电流谐波含量大大降低,减少了对电网的污染,同时输出直流电压的纹波系数较小,从而体现了地铁直流牵引供电系统中采用24脉波整流机组的优越性。

地铁杂散电流模拟实时监测系统

地铁走行轨杂散电流的存在,会对埋在地下的金属产生电化学腐蚀作用。在实时监测系统中,通过改变电路的结构与电源正极在电路中的接入点,模拟普通走行轨、交叉点、分叉点和列车运行过程中的杂散电流,进而分析在不同地质条件下杂散电流对金属的腐蚀情况。通过对实时监测模拟装置中的工作电流的变化,研究杂散电流的大小和分布规律,为在城市轨道交通的设计、施工和旧线改造过程中削弱或减小杂散电流,提供相关的实验数据。

不均匀过渡电阻下地铁杂散电流分析

在地铁工程设计中,考虑钢轨对结构或对地的过渡电阻均匀会造成钢轨电位和杂散电流的泄露情况与设计不符。讨论杂散电流的产生、危害及其相关腐蚀机理,建立均匀电阻下直流供电系统杂散电流分布的数学模型;采用数学模型进行计算机仿真,对比分析不均匀过渡电阻下的杂散电流分布规律,对具体地铁工程钢轨电位和杂散电流引发的问题进行分析和研究。

排流网情况下地铁杂散电流分布数值模拟研究

针对地铁杂散电流的腐蚀及预防问题,对排流网情况下地铁杂散电流及相关因素的影响分布进行了研究,在原有的走行轨—金属网模型基础上,提出并建立了走行轨—排流网—金属网系统的物理模型,基于基尔霍夫定律建立相应的数学模型,利用MATLAB对数学模型进行了程序编写,分别研究了排流网影响效果,以及排流网条件下变电所间距、过渡电阻和走行轨纵向电阻对走行轨电流、走行轨电压、杂散电流和排流网中电流的影响。结果表明:排流网可以排流大部分杂散电流,从而降低腐蚀危害;变电所的间距不宜大于2 km,过渡电阻宜设定在15Ω·km以上,尽可能降低走行轨纵向电阻。

地铁杂散电流模拟检测系统的设计

由于地铁杂散电流的存在 ,会对埋设在地铁附近的地下金属管线和钢筋混凝土中的钢筋产生电化学腐蚀作用 ,会导致这些金属的加速腐蚀 ,轻者可能缩短设备的使用寿命 ,重者可能产生灾害性的事故 .我们就这个问题设计了实验室模拟实验 ,测定在不同的地质条件下 ,金属受杂散电流影响电腐蚀的现象和机理 .设计中 ,模拟的被测系统中的多个检测点的杂散电流实时监测是一个重要问题 ,需要多点同时取得数据 ,还要求进行长时间连续监测和记录 .

地铁杂散电流的监测与防治

分析了地铁杂散电流的产生、影响因素及危害,讨论了目前地铁所采用监测与防治杂散电流系统存在的问题。研制了地铁杂散电流综合监测与防治系统,建立了一套分布式计算机监测系统网络,可以实时在线监测地铁全线的杂散电流分布及对周围金属结构物的腐蚀情况,并能够根据监测的情况控制排流柜的排流,使其达到最佳的排流效果,彻底消除了极性排流的负作用。设计新型的单向导通装置,解决了打火烧轨道的现象,单向导通装置能够直接与监测系统网络连接,操作人员可以实时监测其工作状态,提高了设备的可靠性。

地铁车辆电气牵引系统直流侧电流谐波分析

在分析城市地铁车辆电气牵引系统工作原理的基础上,首先对牵引逆变器直流侧电流、直流电网电流及其谐波分量进行了理论推导,然后详细讨论了线路滤波器的滤波作用,最后结合MATLAB仿真软件以牵引逆变器方波运行实例对直流电网电流进行仿真分析,仿真结果验证了理论分析的正确性,也表明推导的直流电网电流的计算公式可以作为电网电流及其谐波计算和损耗估算的依据.

地铁区间过渡电阻测试仿真研究

地铁区间过渡电阻是影响杂散电流大小及分布的主要因素,由于回流轨对地电阻分布不均,所以对过渡电阻进行测试分析成为优化地铁排流系统、减小杂散电流危害的关键。由于地铁拓扑结构及影响因素的复杂性,使得过渡电阻的测试及分析非常困难。针对地铁拓扑结构及影响因素的复杂性问题,利用CDEGS仿真软件建立了精确的地铁隧道拓扑结构模型,并利用参数分析法对地铁区间过渡电阻进行了仿真,得到了过渡电阻与不同参数之间的关系曲线。仿真结果表明:轨道绝缘层和混凝土层电阻率是影响过渡电阻的主要因素且正常情况下过渡电阻主要由轨道绝缘层承担;结构钢筋网宽度及埋深对过渡电阻的影响较小。最后通过实验验证了仿真所得结果规律的正确性,证明上述仿真模型可为地铁区间过渡电阻进行可靠的仿真测试及分析提供了参考。

基于CDEGS的地铁杂散电流仿真研究

分析了解析法求解地铁杂散电流时存在的问题,提出了用CDEGS软件仿真地铁杂散电流的方法,建立了仿真地铁杂散电流的模型,得到了理想状况、部分轨道绝缘受损、部分轨道纵向电阻变大3种情况下的杂散电流分布结果,分析了轨道绝缘受损、纵向电阻变大对增大地铁杂散电流的特点,得出了轨道绝缘受损对杂散电流的增加是"点"作用,纵向电阻变大对杂散电流的增加是"段"作用的结论。

应用于地铁系统中的新型智能排流装置

利用解析法分析了地铁轨道电位和腐蚀电流在有排流和没有排流情况下的分布情况，提出设计新型排流装置的原则，并设计了实用新型的智能排流装置。

地铁杂散电流排流网钢筋截面计算

针对城市轨道交通直流供电系统特点建立了杂散电流的计算模型并进行了仿真。根据规程的要求,提出了一种排流网钢筋总截面积的计算方法,并结合深圳地铁1号线的数据进行了分析计算,为系统设计提供了理论依据。

冷却水工程水力热力物理模型模拟的方法和实践

以福建可门火电厂取排水工程为例,介绍了物理模型试验的潮流模拟及热力试验情况,并通过原体的观测资料对模型的流速、流场进行了验证。

基于整流机组外特性的地铁车辆短路电流计算

结合实际运行的地铁线路、车辆电气参数,重点研究了整流机组电气特性,提出基于整流机组外特性的地铁车辆短路电流的计算方法,建立"变电所-牵引网-地铁车辆"模型并进行了仿真分析,得出地铁车辆短路暂态过程计算结果与仿真对比,波形误差小于5%。对实际运行工况进行应用分析,结果表明,模型计算可校验"车-网"保护配置的可靠性。研究工作为选择直流快速断路器、确定系统保护配置以及评估系统供电能力提供理论依据及数据支持。

埋地管道受地铁杂散电流干扰的缓解方法及效果数值模拟

埋地管道受地铁杂散电流干扰影响而在电流流出管段存在腐蚀风险,为有效缓解此类干扰,构建了具有多个牵引区间、排流网、地铁接地系统的地铁系统以及与其交叉的埋地管道及其阴极保护系统模型,选取了典型的以轨道泄漏杂散电流干扰为主和以局部集中接地泄漏杂散电流干扰为主的干扰情形主要缓解对象,分别设计了埋地管道侧、管轨连接方式以及地铁系统侧常见缓解方法的细化方案,基于数值模拟方法采用专业软件计算获得了不同缓解方案下埋地管道电位分布变化、地铁系统泄漏杂散电流分布等.基于此,分析总结了不同缓解方案的缓解效果.结果表明:设计的缓解方案均可有效缓解轨道泄漏杂散电流造成的干扰,而难以有效缓解局部集中接地泄漏杂散电流造成的干扰,应配合采取有效措施严格限制此类干扰累计出现时间,以满足埋地管道防护要求.

锌带排流地床在油气管道高压直流干扰防护中的关键参数及其选取原则

高压直流输电系统接地极单极大地运行时会对附近的埋地管道产生直流杂散电流干扰,进而引发管体腐蚀泄漏,给管道的安全运行带来危害。埋设锌带是一种简单、有效的直流杂散电流防护技术,但由于对其缺乏系统研究,导致关键设计参数及其选取原则尚不明确。为此,利用矩量法求解麦克斯韦方程组的数值模拟计算方法,系统开展了锌带敷设的关键参数研究,包括锌带间距及位置、锌带直径、锌带形状以及锌带与管道连接情况对缓解效果的影响,并在此基础上总结了锌带布置的关键参数及其选取原则。研究结果表明:①采用最大电压法比采用两侧峰值法所需要的缓解锌带数量更少,缓解效果更好,因此推荐在实际工程中采用最大电压法设计锌带位置;②采用近距离锌带地床可以明显提高锌带附近管道的缓解效果;③锌带与管道的相对位置关系对缓解效果影响较小;④直径较小的锌带其性价比较高;⑤增加锌带与管道的连接次数对于缓解效果影响比较小,但却可以防止由于局部腐蚀严重而导致的整体失效问题。结论认为,该研究结果为高压直流干扰下锌带排流位置设计提供了理论依据,为高压直流干扰锌带排流防护的设计提供了指导和借鉴。

浮动式核电站温排水热扩散模拟研究

采用标准k-ε湍流模型对浮动式核电站在3种洋流速度(0m/s、0.06m/s、0.2m/s)和两种循环冷却水取、排水口布置方式下(底进侧排、底进底排),温排水对循环冷却水取水口以及周围海域温度的影响进行三维数值模拟研究。研究结果表明:在底进侧排的布置方式下,温排水热扩散对取水口温升不造成影响,对作业海域造成的海水温度升高范围也在国家标准规定的范围之内;洋流速度的存在,使温排水沿洋流方向扩散增强,且洋流速度越大,扩散范围越广。有洋流条件下,底进底排的布置方式会造成取水口附近海水温度升高,且洋流速度越大,温升越大。研究结果对浮动式核电站系统设计以及主汽轮机组相关设计参数提供设计依据。

埋地管道地铁动态杂散电流防护设计方案研究

近年来,地铁大规模建设,附近埋地油气管道所受的动态杂散电流干扰日益严重,对埋地管道进行有效的防护是减少管道腐蚀风险的必要措施。由于地铁杂散电流呈动态波动,给实际的测试和防护方案的设计带来困难,所以目前尚缺乏地铁动态杂散电流干扰下有效的防护设计方法。为此,以遭受地铁杂散电流干扰的某埋地天然气管道为研究对象,探索了基于现场排流试验的防护设计方法,即首先在受干扰管段布置监测点,对多个受干扰位置开展24 h动态直流干扰参数的连续监测,基于监测数据分析受干扰管段地铁杂散电流流入、流出规律。在此基础上,开展不同位置的现场排流试验,基于现场试验及相关计算确定受干扰管段的地铁杂散电流防护方案。实施方案后,进行了测试评估,评估结果表明方案达到了预期的防护效果,可为地铁杂散电流干扰下埋地管道的防护方案设计提供参考。