城市轨道交通专用回流轨系统研究

城市轨道交通直流牵引供电系统采用走行轨回流会产生杂散电流,影响沿线金属管线、土建结构的安全和使用寿命.为彻底消除杂散电流的危害,经过研究采用架空接触网加专用回流轨系统方案,可消除杂散电流长期对沿线金属管线的不利影响,有效降低城市轨道交通杂散电流防护的全寿命周期成本.     

城市轨道交通DC 1 500V四轨技术研究

针对城市轨道交通牵引供电系统利用走行轨回流而产生杂敞电流的问题,结合DC 1 500 V供电制式供电距离长、电压损失小的优点,提出采用DC 1 500 V四轨技术来彻底解决杂散电流产生的问题.对DC1 500 V系统的技术方案、工程应用可行性和投资影响等进行了深入研究,并得出DC 1 500 V四轨系统在城市轨道交通工程中的应用是完全可行的结论.     

城市轨道交通专用轨回流器的匹配分析与配置

目前城市轨道交通普遍采用走行轨回流的方式,该种回流方式会向道床泄漏电流并产生杂散电流.为了解决杂散电流的问题,文章提出了一种专用轨回流技术,并介绍了城市轨道交通车辆的回流方式,以及专用轨回流器的结构、选型依据及配置方案.     

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。     

浅谈杂散电流防护工程的系统管理

1 杂散电流概述 目前我国地铁和城市轨道交通的牵引供电系统均采用直流供电方式.其中,列车直流牵引体系采用正极接接触网,走行轨兼作负极回流线.由于钢轨与大地之间不是绝缘的,即使采用了绝缘措施,随着时间的推移,运营环境的复杂多样性和其他方面的原因(如道床污染、导电粉尘覆盖、结冰积水),走行轨也很难完全绝缘于道床.因此本应由钢轨流回牵引变电所的电流中有部分经大地流回了牵引变电所.又因大地土壤导电率、地下敷设金属管线位置及走向不同,这部分电流分布面很广且分散,形成"杂散电流"或"迷流".     

城市轨道交通牵引供电回流系统排流柜智能化改造及应用研究

城市轨道交通普遍采用直流牵引供电、走行轨回流的供电方式,回流系统中杂散电流问题不可避免。为防止杂散电流对周边埋地金属结构造成电化学腐蚀,牵引供电回流系统中设有杂散电流监测装置及排流装置。分析了杂散电流监测防护系统现场运行过程中出现的问题,并针对性提出了排流柜升级改造方案。上海轨道交通9号线的现场应用试验验证了排流柜升级改造方案的有效性。     

零阻变换器系统中晶闸管开关单元的关断策略

零阻变换器系统(zero-resistance converter system,ZRCS)是一种治理城市轨道交通杂散电流的电力电子方案,开关单元作为其关键部件之一,用于将高达数千安的牵引电流由走行轨转移至回流线缆.鉴于绝缘栅双极型晶体管IGBT开关单元面临的损耗与可靠性挑战,在ZRCS中采用了晶闸管开关单元(sili...     

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。     

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。     

动态杂散电流的时频特征及腐蚀行为研究

城市轨道交通直流牵引供电系统中,部分走行轨回流电流泄漏至大地形成杂散电流,易导致埋地金属的电化学腐蚀问题。实际系统中多列车频繁启停使得杂散电流表现为典型的动态信号,时频特征的提取有助于研究其腐蚀行为。在建立杂散电流数学模型的基础上,通过S变换提取杂散电流的典型时频分布特征,并基于失重测试及电化学测试研究典型频率下杂散电流的腐蚀行为。实验结果表明,动态杂散电流的直流及低频交流分量均会影响金属的电化学腐蚀过程,且腐蚀速率随电流密度的增大及交流频率的降低而增加。     

铁路牵引系统中的负序计算和仿真

讨论了采用三相Yd11接线牵引变压器的铁路牵引系统中的负序电流、负序电压和不平衡度的计算方法,实现了对牵引系统潮流分析和负序计算的仿真软件的开发,并给出了几组仿真结果.利用该软件可以对某一特定线路上,在某一种机车运行策略下,牵引系统的负序进行仿真和分析,从而可以为牵引系统的设计提供依据.     

多区间多列车动态杂散电流建模分析

城市轨道交通普遍采用直流牵引供电系统,多变电所多列车并列运行,线路上所有变电所均有可能向各列车供电。针对多区间多列车杂散电流动态分布,建立了多电源叠加的杂散电流分布模型,仿真分析出全线杂散电流、钢轨电位、排流网对地电位等相关参数随时间、位置的变化。所提出的仿真模型及结果可有效应用于直流牵引供电系统回流参数动态规律分析。     

地铁专用回流轨牵引供电系统应用方案

分析了常规地铁牵引供电系统采用走行轨兼做回流轨存在的问题,以及杂散电流腐蚀问题带来的严重危害。针对目前专用回流轨技术方案发展现状,推荐采用网轨混合牵引供电系统的应用方案。通过对该方案中重点问题的分析,推荐采用专用回流轨和接触网同位置设置电气分段的方案,在牵引供电上网点和回流点处设双极隔离开关;推荐在负极对地之间设置单向导通装置作为漏电保护装置;推荐设置绝缘监测装置对各区段的专用回流轨对地绝缘状况进行定期监测,以便及早发现绝缘薄弱点并清查处理。     

机车牵引状态下曲线通过导向特性研究

考虑车轮与钢轨的运动特性及轮周牵引力,推导出机车在牵引状态下通过曲线时的轮轨蠕滑率计算公式,并对曲线通过时的轮轨横向动态相互作用特性进行仿真计算与分析;同时研究牵引力大小对转向架导向性能的影响,对比分析了机车牵引与惰行状态下的导向性能。理论仿真分析结果表明:牵引力可以改变轮轨纵向蠕滑力的大小和方向,与惰行工况相比,牵引状态下的轮对导向力矩有所减小,轮对的自导向能力减弱,不利于曲线通过;提高牵引力,总轮轨蠕滑率将很快达到饱和状态,牵引力越大,轮轨纵向蠕滑力越大,两侧纵向蠕滑力差值越小,机车轮对自导向能力越差,轮对冲角增大,而轮轨横向蠕滑力越小;当牵引力增加到一定程度时,总轮轨蠕滑率超过极限状态,曲线通过时两侧轮径差太小而出现打滑和空转的现象。     

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。     

客运专线综合接地系统的仿真与研究

客运专线列车运行速度高、牵引电流大、短路电流大、行车密度高,导致钢轨电位急剧升高。为防止引起人身设备安全问题,客运专线设计引进了系统综合接地的概念和技术要求。本文结合理论计算模型研究和综合接地系统的仿真结果,对涉及人身安全的接地典型方案进行系统集成和评估,并提出了适宜于我国客运专线电气化铁道的综合接地系统。     

重载轮轨黏着特性的数值分析

基于ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian)有限元建立稳态轮轨滚动接触的三维有限元模型.利用该模型计算和分析重载轮轨滚动接触的黏着特性,并研究不同速度等级对重载轮轨黏着蠕滑特性的影响.用该模型对重载大功率机车车轮在轨道上从制动、惰行到牵引过程进行计算,得到了这一过程中轮轨接触状态的变化规律和黏着特性曲线.在重载大功率机车从制动、惰行到牵引的过程中,轮轨纵向摩擦力由反方向饱和状态逐渐转变成牵引方向饱和状态,而轮轨横向摩擦力始终呈反对称性分布,其最大值位置先是逐渐靠近接触斑中心,然后又逐渐远离之;摩擦力矢量呈旋转分布,其方向从与运动方向相反逐渐变为与运动方向相同,其旋转中心从轮缘附近逐渐进入接触斑,随后又逐渐向轮缘一侧移动;当轮轨纵向蠕滑率较小(≤0.003)时,黏着力随纵向蠕滑率的增加而近似线性增加,但运行速度对此影响不大;进入大蠕滑率(＞0.003)区域后,黏着力随蠕滑率的增加而减小,并且速度越高,黏着力降低得越快.     

交流电气化铁道的钢轨对地电位问题

电气化铁道的钢轨除了作为机车车辆的走行轨之外,还兼作牵引供电网络的回流导体.直接铺设在道床上的钢轨与大地间并没有良好的绝缘,部分牵引回流通过轨-地间的横向过渡电阻泄入大地,形成钢轨对地电位,有可能危及旅客和线路维护人员的安全.本文对钢轨电位的发生机理和降低钢轨电位的可能措施作了全面分析,可供电气化铁道供电工作者参考.     

考虑管状导体模型和轨中电流的钢轨电位计算

在直流牵引供电系统中普遍存在钢轨电位过高的问题,而现有钢轨电位计算仅考虑钢轨直流电阻模型,但是轨中电流包含大量1～50Hz和部分6倍频成份.将钢轨等效为管状导体模型,通过实测典型频率下的钢轨内阻抗,拟合确定P60钢轨等效管状导体参数;建立钢轨-地分布式参数模型,提出在多个牵引变电所、多车的复杂工况下考虑钢轨等效管状导体...     

直流牵引回流系统钢轨电位的理论分析

通过建立直流牵引回流钢轨电位的等效模型,分析其基本特征及影响因素,某一点的钢轨电位呈现明显的交变特性。合理设置直流牵引供电系统网络参数和优化列车运行图以调整列车电流的时空分布,是控制钢轨电位的有效措施。结合现行规范分析钢轨电位设计标准在执行中的困惑,提出钢轨电位的评价应以确保电压作用人体安全为基本出发点,体现电压幅值及其时间持续效应,不应仅规定峰值电压。