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.     

地铁轨道系统电阻对杂散电流的影响分析

国内已开通运营的采用直流供电地铁线路,普遍存在轨电位异常问题,过高的轨电位将引发直流框架保护动作甚至导致接触网停电而影响运营。钢轨电位限制装置(OVPD)动作或长期合闸时,大量电流入地并形成杂散电流,对设备及金属构件造成电化学腐蚀,影响设备可靠性、耐久性及安全性。轨电位、杂散电流与土建、供电、轨道等专业密切相关,需系统性统筹考虑杂散电流腐蚀防护问题。而对于过渡电阻测试及杂散电流防护,国内相关标准及技术规程还不完善。成都地铁基于实测轨道系统各个电阻参数、专题研讨及专家论证等方式进行了一系列探索,重点研究轨道系统电阻对杂散电流的影响,并立足轨道专业对杂散电流腐蚀防护提出一些建议。     

城市轨道交通杂散电流及轨道对地绝缘测试

介绍了城市轨道交通杂散电流的基本概念、杂散电流腐蚀的机理,以及杂散电流的危害。阐述了减小钢轨电阻、增加泄漏路径对地电阻、设置杂散电流收集网等减少杂散电流的方法。讨论了轨道对地绝缘测试的方法。     

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。     

地铁杂散电流分布的数值分析

介绍了地铁直流供电杂散电流的形成.利用地铁直流供电系统的特点推导了杂散电流分布模式,得出轨道-埋地金属-大地电阻结构的杂散电流分布.并利用Matlab软件进行杂散电流分布的数值分析,得出地铁杂散电流与各影响因素之间的关系.     

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。     

地铁常用隧道杂散电流场三维有限元模拟

基于地铁不同隧道类型对杂散电流场分布规律的影响,建立地铁矩形和盾构型隧道的杂散电流场三维有限元模型,通过加载电流,在不同地质条件下利用ansys有限元软件进行仿真分析。研究结果表明：钢轨及钢轨到周围地下环境的电位均呈非线性衰减趋势;加载的电流越大,不同隧道周围相同位置处的电位不同;在钢轨加载电流和隧道周围地质条件相同的情况下,矩形隧道比盾构型隧道向外泄漏的杂散电流少。     

电网拓扑结构对地铁杂散电流分布特性研究

侵入变压器的杂散电流受列车工况、轨地过渡电阻、土壤结构和电网拓扑结构等的影响,探究杂散电流影响因素是防治地铁周边电力变压器直流偏磁的重要手段之一。为研究电网拓扑结构对侵入变压器的杂散电流的影响,构建地铁线路与电网回路动态耦合有限元模型。基于该模型,分析电网单回路与地铁线路不同相对位置在3种典型拓扑电网结构下,侵入变压器的杂散电流变化,仿真结果表明：在3种结构中,放射形结构受杂散电流影响程度最高,且随着电网回路数的增加,侵入电网中的杂散电流总量增多。此外,不论构成电网回路的两变压器处于地铁线路同侧或异侧,随着地铁线路与电网回路之间夹角的减小,侵入回路的杂散电流增大。     

地铁区间隧道杂散电流对金属管线的腐蚀及其防护

分析地铁区间隧道杂散电流的原因及其对地下埋设的金属管线发生电化学腐蚀的机理，并在此基础上探讨减少地铁区间隧道杂散电流腐蚀的防护措施。     

轨道交通杂散电流对埋地金属管线的影响及应对措施

城市轨道交通杂散电流会对周边的埋地金属管线造成腐蚀和破坏.介绍了轨道交通杂散电流的危害、评判标准及常规的防护措施,从防护间距、加强绝缘、主动防护等方面提出了特殊区段的加强防护措施,并设计了一种新型轨道交通沿线金属管线的杂散电流防护装置.     

城市轨道交通钢轨对地过渡电阻的检测分析

杂散电流防护是城市轨道交通的主要关注点,是确保线路自身及外部建筑物不受电化学腐蚀影响的重要防护内容,当前以钢轨对地过渡电阻作为主要检测指标。文章介绍关于杂散电流防护钢轨过渡电阻方面的国内外限值要求和检测方法,对当前标准要求的局限性以及标准的发展趋势进行探讨和分析。     

单向导通装置对杂散电流的影响分析

在地铁运行过程中,杂散电流对钢轨和附近管道的影响很大,尤其是在车辆段、隧道等特殊区域,单向导通装置可以有效减少这些区域的杂散电流。介绍杂散电流和单向导通装置,分析单向导通装置的安装原理,将数据记录仪一端接钢轨,另一端接大地,测试绝缘节附近的轨地电压,采集单向导通装置电流并对采集数据进行分析,发现在车辆段不管是否有车通过都有杂散电流和钢轨电位的存在,这种现象表明在地铁运行中要注意这部分杂散电流和钢轨电位,避开危险电流、高钢轨电压,注意人身安全。     

局部绝缘损坏对地铁杂散电流的影响

在行业标准CJJ 49-92<地铁杂散电流腐蚀防护技术规程>中,地铁杂散电流的计算公式是在钢轨对地绝缘介质均匀条件下得出的,并且没有考虑结构铜和排流网等实际情况.对这些情况下的杂散电流分布进行分析,并考虑钢轨绝缘扣件的局部绝缘损坏情况.     

不同牵引策略下地铁杂散电流动态分布研究

基于3种经典牵引策略思想,建立了不同牵引策略下的列车牵引模型。将回流系统等效为4层结构的平面分布参数电阻网络,建立了地铁杂散电流分布模型。通过牵引供电等效计算,将不同牵引策略下的列车牵引模型与杂散电流分布模型相结合,构建了动态边界条件,得到了不同牵引策略下的杂散电流动态分布模型。在所建立的杂散电流动态分布模型的基础上,提出一种杂散电流泄漏总量的计算方法。利用MATLAB软件,对不同牵引策略下的杂散电流动态分布模型进行仿真研究,可为杂散电流的腐蚀防护提供一定的理论参考。     

城市轨道交通供电区间过渡电阻在线测量方法的研究

城市轨道交通轨地过渡电阻是影响杂散电流泄漏的重要原因,为此需要对过渡电阻进行测量。根据轨电位分布特点,提出利用机车运行时排流电流作为测试电源来测量轨地过渡电阻的方法。首先分析单电源供电时区间过渡电阻测量原理,给出所需测量数据,测量方法以及计算过渡电阻公式。城市轨道交通实际系统是双电源供电,即两个牵引变电所并联,因此在具体分析时,可将双电源供电等效为单电源供电。最后给出了双电源供电情况下区间过渡电阻实测系统原理图,并分析系统工作原理。     

城市轨道交通直流牵引供电系统再生制动能量利用对钢轨电位的影响

针对城市轨道交通直流牵引供电系统中杂散电流泄漏腐蚀和钢轨电位限制装置频繁动作的问题,对直流牵引供电系统再生制动能量利用给钢轨电位的影响进行了分析.建立了多列车动态运行过程中杂散电流和钢轨电位分布模型,仿真分析了杂散电流和钢轨电位的分布规律,并将其和列车功率的分布进行对比,得出了列车再生制动能量远距离利用量越大,钢轨电位增加越多.通过列车制动电流的利用量以及杂散电流最大值、钢轨电位最大值的对比分析,进一步验证了所提方法的正确性.     

城市轨道交通钢轨电位过高问题的研究

城市轨道交通中，钢轨作为主要回流导体，钢轨电位过高对设备以及人员造成严重影响。针对某地铁线路的钢轨电位过高的问题，文中在长区间钢轨对结构钢筋过渡电阻测量方法的基础上，对该线路进行钢轨对地过渡电阻评估。测试结果表明地下段过渡电阻仅为1.816Ω?km，远小于标准规定要求。为分析该绝缘缺陷对钢轨电位问题的影响，文中基于线路实际情况，结合交直流混合迭代方法，进行了牵引供电计算仿真，分析钢轨过渡电阻分布对钢轨电位问题的影响，该线路过高的钢轨电位问题与地下区段过低的过渡电阻有直接关系。     

地铁杂散电流对埋地金属管道阴极保护的影响

运用有限元分析软件ANSYS建立了走行轨-大地-金属管道的有限元模型。通过改变走行轨回流、走行轨纵向电阻、土壤电阻率、走行轨与金属管道间距大小,模拟杂散电流的影响,模拟结果表明:走行轨回流越小、土壤电阻率越大、走行轨与管道间距越小对阴极保护电位的影响越小;当走行轨电压载荷为80 V、走行轨与金属管道间距为20 m时,杂散电流无法使金属管道阴极保护电位偏离正常范围。     

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.     

直流牵引供电系统钢轨电位与杂散电流分析

通过建立理想的单边供电模型,采用电流注入法,运用叠加原理对直流牵引供电系流的钢轨电位和杂散电流进行了理论分析,并通过实例进行验证。如果钢轨电阻和荷载一定,钢轨电位和杂散电流主要受轨道对大地的泄漏电导率的影响。泄漏电导率越小,钢轨电位就越高,杂散电流越小;泄漏电导率越大,钢轨电位就小,杂散电流就越大。这种分析方法同样适用于双边供电的复杂牵引供电系统。