Study on Distribution Coefficient of Traction Return Current in High-Speed Railway

The distribution coefficient of return current network is an important method to decrease the rail potential. In order to resolve the problem of high rail potential in high-speed railway based on EN50122-1 and Pr EN50170 the distribution coefficient of longitudinal traction return current conductors is calculated through changing the interval of transverse connection. Based on field data and theoretical analysis, the parameters of longitudinal traction return current conductors are calculated. Results indicate that the best distance of the transverse connection is 400 m – 600 m.

上海轨道交通崇明线牵引供电制式方案研究

[目的]为了解决传统采用钢轨回流的直流牵引供电系统存在杂散电流腐蚀、直流供电距离受限等问题。[方法]对国内外主要城市轨道交通AC 25 kV/50 Hz牵引供电制式和直流牵引供电制式的应用情况、技术特点、适用性等指标进行对比分析后,结合上海轨道交通崇明线工程的特殊性,提出采用DC 1500 V架空接触网+负极专用回流轨的牵引供电方式;针对在越江段隧道内是否设置牵引变电所设计了两种供电方案,仿真计算了两种方案下供电系统供电能力达到24对/h时牵引网最低电压、整流机组功率和牵引变电所有效电流等指标,并进行了比较分析。[结果及结论]采用负极专用回流轨的直流牵引供电制式可从根本上杜绝杂散电流的产生及其对周边管线的腐蚀;在长距离越江区段设置牵引变电所方案与牵引直流设备“双套配置”方案相比,前者的供电可靠性和供电能力更具优势。

基于馈线和电流的专用轨回流牵引供电系统接地故障保护

对于专用轨回流牵引供电系统,负极回流轨对地具有良好的绝缘特性,极大地限制了正极接地故障所产生的短路电流。由于负极母线电位下降、接地电阻较大等原因,现有的正极接地保护在实际应用中暴露出选择性差、灵敏度低等问题。本文通过对专用轨回流牵引供电系统短路电流以及负荷电流的潮流分析,提出以供电区间馈线和电流作为正极接地故障判断的特征量,并设计基于该故障特征量的保护方案,基于MATLAB/Simulink仿真系统,验证了该保护方案的有效性。

城市轨道交通牵引供电系统专用轨回流技术综述

近年来,为彻底解决城市轨道交通直流供电制式下杂散电流的泄漏问题,开始应用专用轨回流技术。为充分了解专用轨回流方式给城市轨道交通建设带来的变化和影响,文章首先采用对比的方法,分别从供电系统组成、牵引所间距、接地方式、接地保护、列车检修静调、限界、车辆和轨道设计几个方面与走行轨回流方式进行比较;其次,针对目前几种专用轨电分段原则的特点对其进行比对,得出专用轨只有在与折返小交路电分段对齐设置分段时对运营维护将更有利的结论;再次,针对存在多条线大架修共享同一车辆基地,不同回流方式线路间存在跨线运行的情况,简述回流方式转换段设置的工程应用案例;最后,展望未来专用轨回流技术在城市轨道交通牵引供电系统的发展方向。

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。

独立四轨回流系统对埋地管道直流干扰测试

独立四轨回流系统作为一种城市轨道交通牵引供电回流方式,可大幅增加回流轨过渡电阻,减小杂散电流。为研究采用独立四轨回流系统的城市轨道交通杂散电流对周边埋地燃气管道的影响,对郑许线开通前后周边管地电位和地电位梯度进行测试。结果表明,郑许线周边管地电位和地电位梯度在线路开通前后变化不大。

城市轨道交通走行轨回流系统钢轨电位抑制技术综述

[目的]在城市轨道交通直流牵引供电系统中,钢轨电位超标和杂散电流问题已然成为运营线路的顽疾和通病,因此有必要对城市轨道交通走行轨回流系统钢轨电位抑制技术进行总结归纳。[方法]基于我国已运营线路的钢轨电位及杂散电流现状及突出问题,从直流牵引供电系统回流机理出发,梳理了直流牵引供电系统中影响钢轨电位的主要因素。介绍了钢轨电位抑制技术,并对并联电阻、并联电容及纳入闭锁电流逻辑保护定值等抑制操作过电压产生的几种方法进行了对比分析。介绍了联动屏蔽门新型钢轨电位限制装置、IGBT(绝缘栅双极晶体管)智能化杂散电流抑制型钢轨电位限制装置和柔性拓扑钢轨电位限制装置的技术方案。[结果及结论]通过电力电子全功率变换器拓扑单元对走行轨接地电压和电流进行动态柔性控制是极具潜力的治理措施,在未来可用于对走行轨回流系统中钢轨电位和杂散电流的综合控制。在线路设计阶段,针对不同制式需求,可通过提高牵引电压、优化牵引间距、降低轨道纵向电阻、避免场段库内走行轨直接接地等措施来降低钢轨电位。此外,正线与场段、线路与线路之间电气系统的完全隔离也是抑制钢轨点位的重要措施。

地铁联络线供电回流模式转换方案设计

[目的]用联络线连接的地铁线路间有可能采用不同的供电回流模式。为提高列车过轨效率,须在联络线内设置回流模式转换段,并对回流模式转换方案进行设计,设计方案应满足使用走行轨与回流轨回流的需求。[方法]以绍兴地铁1号线(以下简称“1号线”)、绍兴地铁2号线(以下简称“2号线”)一期工程为例,介绍了这2条线路的概况及联络线的具体情况。从运营条件、经济性、工程可实施性等方面,针对联络线内供电回流模式转换提出了3个设计方案(方案一、方案二及方案三),分别对这3个方案进行了优缺点分析。[结果及结论]推荐采用方案三。方案三不仅可以有效解决列车动力损失的问题,减小2条线路之间产生电气导通、迷流的可能性,还可以优化转线过轨流程,提高列车转线过轨效率。

城市轨道交通专用轨回流系统保护设计分析

随着《城市轨道交通工程项目规范》GB55033-2022的实施,将杂散电流防护设计提到了新的高度,并提高了杂散电流的泄漏标准,专用轨回流系统将是轨道交通工程杂散电流防护设计的有效解决方案。本文以宁波轨道交通项目设计为例,对专用轨回流系统的保护设置进行分析,本方案特有的保护设施包括专用轨接地装置和地负单向导通装置,提出将专用轨接地装置与地负单向导通装置合并设置建议。

地铁专用回流轨直流系统绝缘监测装置设计与实现

针对当前地铁专用轨回流系统接地保护不完善的问题,以平衡电桥原理为理论基础,以高性能的单片机和外围器件为硬件基础,设计了一型直流绝缘监测装置,开展样机的试验室验证。该装置作为当前接地故障保护的补充,能对直流供电系统进行绝缘在线和离线监测,为完善当前直流开关设备的健康状态模型提供数据支撑。

春融季节对地铁直流单轨条50Hz相敏轨道电路的影响分析

地铁直流单轨条50Hz相敏轨道电路的主要作用是检查列车占用及出清,该轨道电路与地铁工务本门共用钢轨,与牵引供电系统有牵引回流的关联。其中,地铁线路主要采用1500V直流牵引,轨道电路既是牵引回流的路径,也是信号电路的传输媒介。与此同时,春季受到温度升高、冰雪融化的影响尤为明显。文章基于该轨道电路与其他设备的关联性,重点对春融季节红光带问题进行分析并提出应对策略。

基于递进优化算法的城市轨道交通网络末班车换乘优化研究

城市轨道交通在城市公共交通体系中占重要地位,随着其客运分担率的持续上升,优化网络末班车换乘成为提升乘客出行体验与资源配置效率的关键。文章提出一种基于递进优化算法的网络末班车换乘优化方法,该方法通过末班车换乘优化算法、延长换乘站停站时间的扩大优化算法和回场车临时载客的末班车换乘优化算法层层递进,从单向换乘衔接转变为双向换乘衔接,以实现换乘量的最大化。为验证该方法的有效性,以石家庄市轨道交通为例进行实证研究。结果表明,基于递进优化算法的网络末班车换乘优化方法不仅适应性强,而且具有高度的可实践性,对于提升城市轨道交通运营效率和服务质量具有重要意义。

SIL分析技术在轨道交通车辆产品中的应用研究

轨道车辆安全评估一直被轨道交通行业列为重中之重。车辆的独立安全评估是在制造商第一方完成安全评估的基础上,以相对独立的第三方进行的更进一步的安全评估,确保每一个环节不会出现质量安全问题,确保车辆安全风险可控。独立安全评估可以将风险等级尽可能降低,为城市轨道交通的运营安全提供保障。以风险矩阵为基础,根据可容忍风险边界确定可容忍风险概率。基于IEC61508,考虑潜在风险影响因素,对可容忍风险概率进行校正,最终确定轨道交通车辆系统安全功能的安全完整性等级(SIL)。运用SIL分析技术,以车辆有人驾驶模式回库场景为分析对象,详细阐述了分析过程,并确定了其SIL等级及预防措施,为我国轨道交通行业中SIL技术的应用奠定了一定的基础。

城市轨道交通专用轨回流系统框架泄漏保护分析

介绍走行轨兼作回流轨系统中的框架泄漏保护,分析了框架泄漏保护适用的故障类型;对比走行轨回流系统,总结专用轨回流系统的主要变化,重点针对专用轨回流系统中不同接地故障的电流路径及保护措施进行分析,得出结论:专用轨回流系统中的框架泄漏保护只需设置电流元件而无需设置电压元件。

直流牵引供电系统新型钢轨回流方案及钢轨绝缘检测方法

直流牵引供电系统的走行轨兼作回流轨时,因钢轨对地不能完全绝缘,从而产生杂散电流。以钢轨绝缘为研究目标,通过详细分析国内外杂散电流防护中的各项要求,以及现阶段钢轨绝缘水平和测试方法,提出了一种新型的钢轨回流方案和钢轨绝缘检测方法。该方案和方法可便捷、准确地测量钢轨的绝缘水平,指导杂散电流防护工作的实施,可应用于城市轨道交通新建线路或既有线路供电系统改造项目中。

专用轨回流模式场段检修库牵引网方案研究

为彻底解决郑许市域铁路直流牵引供电系统杂散电流对沿线重大敏感设施造成的安全隐患,首次在城际轨道交通项目中采用专用轨回流的方式。由此带来的场段检修库牵引网方案有别于传统的走行轨回流模式,对检修库的牵引网提出新的要求。该文结合工程实际,对检修库内回流轨设置及静调电源取流和回流方案进行深入研究,首次提出满足工艺检修要求和牵引供电系统要求的专用轨回流模式下的检修库牵引网方案,全面总结在项目中积累的经验,为今后类似项目起到了指导和借鉴的作用。

AT供电方式下高速铁路钢轨电位抑制措施

AT供电方式下接触网的额定电压为25 kV,最高工作电压为27.5 kV,为保证人身安全和设备安全,必须配套设计安全可靠的回流装置以降低钢轨电位,减弱地回流过大的危害。本文探讨在AT供电方式下加装回流线、上下行钢轨横向连接、加装CPW线、改良部分区段土壤电阻率、特设综合地线等几种钢轨电位抑制措施,以确保人身安全和设备安全。

城市轨道交通环网差动及零序电流回路检测方法研究

城市轨道交通区间环网电缆光纤差动电流保护和零序电流保护回路极性及完整性的检测一直是困扰电气试验人员的难题。本文研究通过将整流变压器低压侧短路产生电流的方法,验证城市轨道交通区间环网电缆光纤差动电流保护及零序电流保护回路的极性和完整性,该方法经现场测试应用效果良好。

多温区冷藏车回风导轨对厢内温度场的影响分析

通过冷藏车多温区影响因素分析,建立多温区冷藏车的传热模型,利用计算流体力学方法研究回风导轨对车厢内温度场分布均匀性的影响规律。依靠Fluent软件,采用标准K-ε模型,开展空仓和载货两种状态下的数值模拟试验。结果表明:回风导轨的变化能够改变车厢内温度场分布;其对冷藏区温度场分布影响较大,对常温区温度分布影响较小。空仓状态下,导轨高度与温度不均匀系数近似呈"凸型曲线"分布;载货状态下,导轨高度与温度不均匀系数近似呈正比例线性分布。相比于X方向导轨,冷藏车采用Y方向导轨可以有效提高车厢温度分布均匀性。

直供方式下综合地线对牵引回流的影响

为探讨高速、重载运营条件下牵引回流的分布规律,通过分析钢轨和综合地线电路,获得了钢轨和综合地线的等效阻抗,进而得到牵引电流在钢轨和综合地线之间的分配比例.根据遂渝线无砟轨道试验段典型参数计算出综合地线上最大电流为牵引回流的19.7%,与实际测量结果吻合.