AT牵引网贯通地线电位及电流分析

针对高速铁路高架桥区段贯通地线和信号电缆同沟敷设问题,采用计及接地电阻的贯通地线分段处理方法,结合现有模型建立全并联AT牵引网10导体传输线模型。分析了全并联AT牵引网正常以及TR短路故障情况下贯通地线电位和电流分布情况,对研究贯通地线与同沟敷设的信号电缆之间产生的电磁耦合影响具有一定的参考价值。     

重载桥梁区段信号电缆防护牵引电流影响的改造措施

由于重载铁路牵引电流增大,对轨旁信号电缆的干扰也趋于严重,尤其在桥梁区段,甚至出现电缆烧损的情况。在此背景下,首先对大秦线AT供电和贯通地线条件下的接地方案和特点进行概述,系统总结重载条件下信号电缆对牵引电流干扰进行防护的改造措施,包括消除可能引起电弧放电的电位差、对信号电缆和贯通地线进行物理隔离、必要条件下加设地网、对贯通地线进行断线检测、有效防止接触网闪络等现象、信号电缆双端接地宜改为单端接地等。     

重载条件下牵引电流对桥梁区间信号电缆的影响研究

以重载铁路的信号电缆烧损故障为研究背景,研究AT供电方式和贯通地线的条件下牵引电流在信号电缆中的分布以及桥梁因素对其影响。首先,利用连续性微分方程和离散的节点方程对钢轨电流进行仿真计算和对比,并对重载条件下牵引电流分布模型中的关键阻抗参数进行计算。然后,建立AT供电方式和贯通地线条件下复线铁路全并联牵引供电系统的节点模型,给出不同牵引回流路径中的电流分配比例。研究桥梁因素对电流分配的影响,得出信号电缆双端接地时电缆外铠装和护套中的传导性电流。现场实际测试结果证明,实际电流分配与仿真结果基本一致。本综合模型可为分析牵引电流对电缆产生干扰的机理提供参考。     

电气化铁路电力电缆故障电流对信号电缆的电磁影响

根据电气化铁路电力电缆与信号电缆铺设特点,以电磁理论为依据,提出故障电流在信号电缆芯线上产生的感应纵电动势计算公式,同时提出贯通地线与信号电缆芯线之间的的互感系数计算公式、信号电缆外皮与芯线之间的互阻抗计算公式。采用某试验段信号电缆敷设参数,在贯通地线和信号电缆平行接近长度分别为2和15km条件下,计算电力电缆故障电流在信号电缆芯线上产生的纵向感应电动势。计算结果表明:2km长信号电缆芯线总的纵向感应电动势小于430V的限值规定;在电力电缆故障电流为100A时,15km长信号电缆芯线实际的纵向感应电动势也低于430V;在贯通地线和信号电缆外皮流过相同电流时,信号电缆外皮在信号电缆芯线上产生的纵向感应电动势大于贯通地线在信号电缆芯线上产生的纵向感应电动势;从降低芯线感应电动势的角度看,信号电缆采用双端接地方式不如单端接地方式。实测结果验证了计算结果的正确性。     

高速铁路信号电缆不同接地方式对芯线的干扰影响研究

高速铁路信号电缆接地端统一接综合贯通地线，信号电缆双端接地时金属护套电流成为回流的又一通路，外皮电流成为对信号电缆芯线新的干扰源。结合高速铁路特点，运用电磁耦合理论深入计算和分析贯通地线和信号电缆芯线间的感应耦合参量、信号电缆外皮和芯线间的互感等，比较分析信号电缆单端接地和双端接地的结果，对目前高速铁路联调联试中讨论较多的单、双端接地方式对芯线的干扰问题，提供一些比较有参考价值的结论．     

基于单片机和GSM的贯通地线监测

由于铁路贯通地线在桥梁隧道处不能埋地铺设而容易损坏或被盗,故设计一种基于单片机和GSM技术的监测系统,包括硬件及软件,并对该监测系统进行现场实际测试。结果表明,本系统满足对桥隧贯通地线实时、远程防盗监测的要求。     

电气化铁路电缆烧损机理分析及工程防护措施探讨

基于ZPW-2000轨道电路数字信号电缆结构,分析电缆烧损机理,并建立仿真模型,定量的给出贯通地线与电缆金属外皮电位差的分布情况,最后根据分析结论提出信号电缆烧损的防护措施及建议。     

高速铁路对信号电缆的磁影响研究

利用Matlab/Simulink对现有的3种AT供电模式牵引网进行仿真,模拟正常负载和短路故障的情况,得到不同供电模式下贯通地线电流的变化。再带入磁耦合计算模型,得到信号电缆的感应电动势。仿真结果表明:感应电动势均未超过规定值,但新模式下故障时信号电缆的感应电动势达到90 V,该值偏大,需加设防护装置。     

电气化铁道贯通地线引起的地电位升分析

分析电气化铁道贯通地线引起的地电位升,建立贯通地线入地电流在周围引起地电位升的模型,推导贯通地线电流引起的地电位升的公式。根据不同的土壤电阻率和贯通地线上电流的大小,计算与贯通地线不同距离时的地电位升,对地下金属管线的布置及接地点的选取具有一定的参考作用。     

铁路10kV三相电力电缆接地短路电流对通信信号电缆的电磁影响

通过ATP-EMTP软件仿真计算和实验室模拟试验,研究铁路10 kV三相电力电缆短路电流对通信信号电缆的电磁影响。结果表明：电力电缆单相接地短路电流随着电力电缆长度的增加呈线性递增关系,而两相接地短路电流的大小与电缆屏蔽层接地电阻和供电变压器电源容量有关;电力电缆接地短路电流在通信信号电缆上产生感应电动势的大小取决于电力电缆和通信信号电缆平行铺设的长度、电缆间距、接地方式及电流的大小;电力电缆发生单相和两相接地短路故障时会在通信信号电缆上产生较大幅值的感应电动势,随着电缆间距的增大,感应电动势逐渐减小;通信信号电缆屏蔽层经综合地线接地比屏蔽层两端经接地装置接地时的感应电动势要大。根据仿真计算和实验室模拟结果,给出在电力电缆发生短路故障时,在屏蔽层不同接地方式、不同接地电阻、不同电缆间距时通信信号电缆最大铺设长度与电缆间距的关系。     

动车组辅助供电系统健康状态评估

以CRH3型动车组辅助供电系统为例,采用一种基于合作博弈和云模型理论的健康状态评估方法,建立辅助供电系统健康状态评估指标体系,获取各元件指标及元件层的组合权重,确定各元件指标对动车组辅助供电系统各状态等级的隶属度,采用分层评估方法得到评估结果。研究结果表明:本文所采用的方法能够结合辅助供电系统的分层分析模型,直观地给出各指标、各元件以及辅助供电系统整体的健康状态信息,有效完成CRH3型动车组辅助供电系统的健康状态评估。     

平腕臂绝缘子表面的沙尘沉积特性仿真分析

兰新高铁接触网平腕臂绝缘子在大风沙尘环境中面临"沙闪"问题,研究不同因素下平腕臂绝缘子表面的沙尘沉积特性,可为此环境下绝缘子选型及设计提供理论依据。以FQBJ-25型棒式瓷芯复合绝缘子为研究对象,建立风洞积污仿真模型,采用多场耦合的数值计算方法分析风速、颗粒物粒径及质量浓度3种因素对绝缘子表面积污量的影响。仿真结果表明:随着风速的增大,绝缘子和各个伞裙表面的积污量均增加;当颗粒粒径大于13μm时,各个伞裙表面沉积的颗粒个数随粒径的增大而减少,但绝缘子表面的积污量随粒径的增大而增大;颗粒物质量浓度对绝缘子表面积污量的影响呈线性关系。各个伞裙表面积污量的变化与伞裙结构、风速、粒径及质量浓度有关,当曵力大于重力(大风速小粒径)时,伞裙结构的变化与各个伞裙表面积污量的变化具有一致性,反之,伞裙结构对积污量的变化影响很小。当曵力与重力作用相当时,颗粒物质量浓度越高,伞裙结构对各个伞裙表面积污量的影响越明显。     

基于BEMD-IPSO-SVM的 扣件完损状态检测

扣件的完损状态关乎铁路系统的安危,而传统检测算法运算复杂且精度不足,为进一步提升检测性能,提出基于BEMD-IPSO-SVM的扣件完损状态检测算法。该算法首先对初始化的扣件图像进行二维经验模态分解,提取固有模态函数的频谱特征,通过改进粒子群算法优化支持向量机来实现检测分类,达到了简化运算,增强泛化性,提升识别准确度的目的。通过实验仿真得出平均检测准确率可达95.15%,证明该算法在扣件检测方面切实可行。     

基于动态故障树的计算机联锁系统安全性及性能分析研究

针对2种常用冗余结构计算机联锁系统中的联锁机子系统,在考虑单元模块、比较模块和系统间切换模块全故障模式的情况下,建立双机热备和2×2取2计算机联锁系统的危险失效概率PFD和安全失效概率PFS的动态故障树模型。由于故障树概率近似法和Markov方法计算结果非常近似且概率近似法的求解过程简单和存储要求低等特点,采用概率近似法求解对应的PFD和PFS,实例对比分析2种冗余结构计算机联锁系统的安全性。研究结果表明:在全故障模式下,2×2取2计算机联锁系统的安全性高于双机热备。     

基于着色Petri网的铁路时间同步协议建模及安全性分析

针对Autokey模型的铁路时间同步协议安全性问题,提出利用着色Petri网对协议进行安全性分析。剖析Autokey模型的铁路时间同步协议序列及其执行流程;重点针对其认证阶段,分别构建正常认证和加入中间人入侵的着色Petri网模型,分析中间人入侵时协议认证过程的不安全状态,建立模型状态方程;应用逆向状态分析法对铁路时间同步协议认证过程的安全性进行分析,得到中间人在认证阶段攻击协议的实施序列。研究结果表明:基于Autokey模型的铁路时间同步协议的认证过程是不安全的。     

一种快速获取输电线路 复合绝缘子临界污闪电压方法

针对获取输电线路复合绝缘子临界污闪电压而进行的复杂、耗时和投资较高的人工污秽试验以及用于表示绝缘子自身参数存在不足的问题,依据现场常用复合绝缘子的人工污秽试验,在基本伞形参数基础上引入4个伞形参数完善复合绝缘子的形状表示,提出一种基于生物地理学算法优化的BP神经网络模型,将8个伞形参数与盐密值ESDD和灰密值NSDD作为模型输入量,临界污闪电压作为输出量。研究结果表明:该方法与传统方法相比,能够更加准确地获取复合绝缘子临界污闪电压,模型输出值作为污闪试验的参考,可以降低污闪试验工作量,同时为输电线路绝缘子的结构优化和选型提供一种新的思路与方法。     

基于混合系统建模预测控制的列车自动驾驶优化运行

针对现有列车自动驾驶速度追踪精度不高的问题,提出一种基于混合系统神经网络反馈补偿控制的模型预测控制算法。根据混合系统建模的特点与优势,引入辅助变量,建立混合系统列车运行动力学模型。为了便于求解包含约束的预测控制律,采用二次规划方法求出满足列车各项性能指标的控制作用序列。神经网络反馈控制器用于对系统目标速度与实际速度之间的误差进行在线学习并求出一个补偿控制量,并将补偿后的控制力作用于列车系统模型。研究结果表明:该控制结构包含补偿控制策略,可以较大程度减小系统跟踪误差,保留模型预测控制的优势,同时提高系统的控制精度。     

基于性能的高速铁路钢管混凝土 拱桥地震经济风险分析

在基于性能的地震风险评价理论基础上,以一座高速铁路钢管混凝土系杆拱桥为例,采用有限元分析软件建立全桥模型,运用增量动力分析(IDA)方法对该桥拱肋进行地震易损性分析,建立关键截面的易损性曲线,结合地震危险性和损失比,选取年预期损失作为地震经济风险指标,定量分析该桥的地震经济风险。研究结果表明:IDA方法用于钢管混凝土拱桥的地震经济风险分析是可行的,该桥主要经济风险来源于超越概率较高的中小级别地震,占桥梁整体经济风险损失的77.3%,通过对易损区域的局部加固设计,在提高桥梁鲁棒性的同时可减小结构的地震经济风险。     

一种具有故障处理能力的电容箝位子模块拓扑分析

通过介绍T型子模块、电容箝位子模块和二极管箝位子模块拓扑,提出一种基于T型子模块的改进电容箝位子模块拓扑。分析系统在故障时子模块各器件的电参数变化,从理论上确定其器件耐压特性和故障阻断能力。在MATLAB/Simulink平台上建立基于MMC的整流电路进行仿真,并与二极管箝位子模块和T型子模块进行了比较。研究结果表明:该子模块具有较强的故障处理能力。     

基于B/S模式的车站装卸作业和计划报请系统

介绍兰州铁路局为适应TMIS分局货调系统的实施而开发的基于B/S模式贷运站装卸作业阶段报告及计划报请系统的结构和功能.该系统已在兰州铁路分局进行试点,并即将在兰州铁路局范围内投入使用.