非接触式牵引供电线路故障定位系统研究

传统的铁路牵引供电线路故障定位系统大多基于阻抗计算原理,受线路参数影响较大,采用行波测距原理可避免这一问题。因此,基于非接触式行波定位原理设计了一套牵引供电线路故障定位系统。该系统采用非接触式电场传感器,通过测量接触网下方的电场反推接触网故障电压,具有频带宽、非接触式测量和安装维护方便的优点;采用基于模极大值的小波方法对故障波形进行分析,实现牵引网的故障定位,此外还分析了小波函数和分解层数对故障定位精度的影响。以朔黄铁路朔西线供电线路短路试验为例,通过非接触式故障定位系统测量得到的试验波形,按牵引接触网的电气工况计算暂态行波波速,最终得到测量误差在500 m以内,验证了非接触式故障定位系统的有效性。     

10 kV自闭/贯通线模量波速时间差单端行波故障测距

铁路10 kV自闭/贯通线路属于典型的电缆-架空线混合连接线路,其故障定位的主要方法是行波法。双端行波法对两侧时钟同步有着严格的要求,传统单端行波法又难以适用于多段电缆-架空线混合线路。根据同一故障点产生的故障行波可以分为线模、零模分量,而2种模量行波的波速不同,到达的时刻必然不同,可将混合线路按照不同波阻抗进行分段,以零模、线模行波到达同一测量端时间差为自变量,推导出基于模量波速时间差的混合线路行波故障测距分段距离计算式。该方法只需利用单端行波信息便可准确计算故障距离,单相接地故障的仿真结果验证了该方法的有效性与可靠性。     

复用式多型行波技术的高速电气化铁路接触网故障测距研究

准确的测量高速电气化铁路接触网线路故障点的位置,不仅对牵引供电系统具有重要意义,而且也对铁路运输具有重要影响。根据行波传输理论以及行波测距的特点,研究一种A/C/D/E多型行波复用式测量接触网故障的测距方法,并结合小波分析、求导算法、改进型求导算法、模极大值法等综合分析不同方式的行波法测距结果,实现对故障行波与干扰行波的准确识别,提高了接触网线路发生故障时的精确定位。经模拟试验、现场测试、实时在线运行,通过故障行波测距装置对实际故障点的定位情况及波形分析,验证了该技术在高速电气化铁道接触网故障测距定位的实际使用效果。且不受接触网短路型式的影响,定位准确,精度能够得以保证。     

基于行波电流的接触网故障原因辨识研究

针对已安装行波监测终端的铁路牵引网输电线路,对故障跳闸时刻行波特征量进行提取,利用已知故障跳闸巡线原因进行特征量分类,创建基于故障行波的故障原因数据库,将采集到的故障时刻行波与其对比,从而对接触网故障进行原因辨识,当接触网故障重合闸不成功时,可指导接触网运维部门进行重合闸操作,以保障接触网安全运行。     

基于行波理论的10kV自闭/贯通线路故障测距技术

由于线路长、环境恶劣,10 kV自闭/贯通线路故障频繁发生,传统阻抗测距原理和基于线路监控终端的定位方法尚不能可靠、准确的确定故障(特别是小电流接地故障)位置,故障查找费时费力。利用故障产生的行波信号测量故障距离的方法已在输电线路获得成功应用。本文将行波测距原理应用到自闭/贯通线路,分析了自闭/贯通线路在接地及短路故障时产生的行波及其传输特征,并针对其线路结构的特殊性,提出了利用故障产生的电压行波信号线模分量、基于双端原理测量短路和接地等故障距离的模式,分析了实际应用中面临的行波信号获取等关键技术及故障初始相角、接地电阻、混合线路等对检测可靠性的影响。应用该方法的测距系统已在现场进行人工接地试验,并投入试运行,效果良好。该方法有望解决自闭/贯通线路故障定位这一难题。     

小波变换在AT供电牵引网故障测距中的仿真研究

随着铁路电气化程度的提高,对接触网的故障测距要求也越来越高。本文根据接触网的特点和行波故障测距原理,采用A型行波故障测距法,利用电磁暂态仿真软件ATPDraw搭建了AT供电方式下的仿真模型,然后对故障暂态电流运用小波分析工具进行处理,以检测暂态电流初始行波波头,从而实现测距目的。     

高速铁路无线通信漏泄电缆中感生电动势的分析及预防

漏泄电缆受高压接触网电磁影响会产生纵向感生电动势,而各线路接地卡和直流阻断器的安装位置不同,时有发生通信设备故障.为此,对高速铁路高压接触网线路对漏泄电缆产生感生电动势进行计算分析,结合工程实践经验,提出了较为合理的预防措施.     

基于管状导体模型钢轨高频频变参数计算

牵引供电系统中,钢轨等输电线路电感和电阻随频率发生变化,存在参数频变现象,会导致故障行波在钢轨传播过程中产生色散现象。为研究故障行波在钢轨传播过程中的色散特性提供基础数据,针对钢轨频变参数计算展开研究。根据现有等效管状导体模型,提出一种针对高频行波计算钢轨频变参数的简化管状导体数学模型,给出该模型计算过程中所需各参数确定方法,并利用该简化模型对P50钢轨进行实例计算。计算结果表明,钢轨参数频变现象较为明显,计算模型对于后续研究牵引供电系统行波故障测距中行波色散问题可提供基础数据参考。     

高速铁路全电缆贯通线精确故障定位关键技术分析

高速铁路电力贯通线路采用全电缆线路,发生故障后会严重影响铁路运输的安全性和可靠性。对故障的准确定位将会大大减小查找电缆故障点范围和电缆故障修复的工作量,缩短检修时间,从而提高速铁路电力供电的可靠性。本文介绍了国内外电力线路故障定位的现状,分析了各种行波测距原理及全电缆贯通线路行波传输与衰减特性,对传统行波测距技术在全电缆贯通线故障定位的适应性进行分析,提出采用分布式行波测距方法可使故障行波传输距离大幅降低,可有效减少行波传输过程中衰减和畸变的影响,对于不同类型故障行波、不同故障过渡电阻、故障点位于不同位置情况下,均能实现精确定位。实际应用案例表明,该技术定位精度较高,满足精确定位要求。     

“接触网-电力机车”动态系统电磁过程的数学模型(二)

提出了交流电气化铁路接触网的数学模型,在计算线路纵向参数对频率的非线性关系时,接触网被视为一个具有分布参数的线路.该线路表示为有限元的形式.研究了"牵引变电站-接触网-电力机车"系统的数学模型,给出了计算曲线与实际线路区段上测得的电磁过程示波图的比较结果,论证了所推荐的数学模型的适用性.     

"接触网-电力机车"动态系统电磁过程的数学模型(一)

提出了交流电气化铁路接触网的数学模型,在计算线路纵向参数对频率的非线性关系时,接触网被视为一个具有分布参数的线路.该线路表示为有限元的形式.研究了"牵引变电站-接触网-电力机车"系统的数学模型,给出了计算曲线与实际线路区段上测得的电磁过程示波图的比较结果,论证了所推荐的数学模型的适用性.     

津秦客运专线信号电缆受电磁影响测试与分析

研究目的:高速铁路沿线的信号电缆会受到牵引供电系统电磁危险影响。本文结合津秦客专联调联试,在唐山牵引变电所供电区段对一段2.7 km铁路信号电缆进行感应电压测试,设置电缆屏蔽层单端接地和双端接地,测试不同速度级正常行车情况下和接触网短路故障情况下,信号电缆芯线和屏蔽层的感应电压(电流),为评估高速铁路信号电缆受电磁干扰影响程度以及优化今后信号电缆电磁防护设计提供依据和参考。研究结论:(1)津秦客运专线正常行车情况下信号电缆芯线感应电压可达36 V,接触网故障情况下可达360 V;(2)目前信号电缆采用每3 km分段单端接地的设计方案在接触网正常运行情况下满足电磁干扰防护要求;(3)电缆近侧线路负荷产生的纵向感应电动势为远侧线路的1.3倍,牵引网直供方式产生的纵向感应电动势为全并联AT供电方式的4倍以上;(4)测试电缆屏蔽层双端接地时,对回流的分流很小,但同时在接触网发生短路故障时存在造成电缆烧损的风险,因此应根据信号电缆信息传输可靠性要求等级以及线路的具体情况来合理选择屏蔽层接地方式;(5)本研究成果能够为高速铁路信号电缆接地方式的选择和电磁兼容设计提供指导和参考。     

基于分段距离判别的电气化铁路混合线路故障测距方法

近年来,电气化铁路对10 kV自闭/贯通线的改造一定程度上增加了架空线-电缆混合输电的线路结构,随之而来的是故障测距过程当中,判别距离结果精度偏低的问题。首先分析了在架空线-电缆混合输电线路中,故障行波的传播特性,提出了一种分段距离判别的电气化铁路混合线路故障测距方法。该方法通过对故障发生范围进行假设分区,然后利用小波变换的奇异性检测原理通过对故障行波进行小波变换求取模极大值来识别波头,在此基础上根据双端测距原理,计算出不同区段所对应的故障距离,得到不同的计算结果;将不同的故障结果,通过距离约束条件进行筛选,从而确定最终测距结果。实验结果表明,所提出的方法对混合线路的故障判别具有较好的适用性,并且不受故障类型、过渡电阻的影响。     

接触网上行波信号提取的Matlab仿真

阐述了行波的一般概念、性质和分析方法,分析了接触网上产生故障行波的3种情况,并利用Matlab对接触网上行波信号的提取进行了仿真,利用Matlab提取到的行波信号作为接触网故障定位的启动信号将具有一定的意义.     

电压互感器对牵引网行波故障测距法的影响分析

牵引网行波故障测距技术通常采用牵引系统中已有的电压互感器设备获取电压暂态行波信号。为了研究电压互感器的传变特性对牵引网行波故障测距方法的影响,本文采用ATP-EMTP建立电压互感器仿真模型,并将其植入牵引网仿真线路中进行仿真研究。仿真实验综合考虑牵引供电方式、短路故障类型、电力机车以及故障发生位置等主要影响因素,运用bior4.4小波变换对互感器一次侧和二次侧的电压行波信号进行分析。研究结果表明,在不同的牵引线路情况和故障条件下,互感器均能准确无延时地传输故障行波和波头极性,说明电压互感器对故障行波的传变特性基本不会对行波故障测距法产生影响。因此可以利用线路已有的电压互感器获取故障信号进行行波测距法。     

接触网故障测距装置的技术改进

本文对直供方式接触网的。故障测距装置基本原理进行简要介绍，分析了既有测距装置因忽略电气结构差异和平行线路之间互感影响而存在较大测距误差的弊端，提出了将接触网按线路长度平均分成三段进行参数修正，以及针对接触网不同的运作方式改进故障测距计算模型的方法，经实践证明有效提高了牵引供电接触网故障测距装置的精确度。     

CSAMT法在洪河特大橋勘探中的應用

可控源音频大地电磁法是一种测量卡尼亚电阻率和相位的电磁探测技术，在工程勘查领域取得了显著的应用效果。本文介绍了该方法的探测原理及资料解释，利用GDP32-Ⅱ多功能电法仪对石郑客运专线洪河特大桥址进行了勘查，查明了设计线路下方存在的隐伏断层，为大桥的设计、施工提供了重要的地质资料料。     

基于虚拟样机技术的刚性接触网故障的研究

随着各地铁线路长时间的运营,刚性接触网出现了各种类型的故障,并给地铁的实际运营造成了很大的困扰[3-4]。针对刚性接触网常见的接触线脱槽和支撑倾斜两类故障,利用虚拟样机技术,建立弓网故障模型,分析了它们对弓网接触力的影响。基于希尔伯特-黄变换,提取并分析了接触力的故障频率特征。     

刚性接触网跨距对弓网动态性能的影响分析

随着轨道交通线路运营速度的不断提高,对弓网系统动态性能的要求越来越高.跨距是刚性接触网的一项关键参数,弓网之间的良好受流质量需要选取合理的跨距,因此有必要对不同速度等级下刚性接触网跨距的选取进行研究.本文通过建立刚性接触网模型与受电弓模型,分析不同型号受电弓以不同速度通过不同跨距刚性接触网的弓网动态性能参数,得出不同速度等级下与不同型号受电弓相适应的刚性接触网跨距,为受电弓及刚性接触网系统设计提供研究基础.     

电流行波测量技术在接触网故障定位中的应用

目前我国电气化铁路接触网故障定位的主要方式是采用吸上电流比法、电抗法、上下行电流比法、横联线电流比法。实践证明,上述既有接触网故障定位方法在某些地段接触网故障定位中存在不足,造成故障应急抢修时抢修人员快速查找故障点困难,从而延误故障抢通时间。本文介绍了一种利用电流行波测量技术实现接触网故障定位方法,可弥补既有接触网故障定位存在的不足。