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。     

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。     

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。     

牵引电流对桥梁区段信号电缆的电磁串扰研究

随着高速铁路的快速发展,铁路现场信号电缆受干扰的问题愈发突出,特别是在贯通地线和信号电缆同槽铺设的桥梁区段,对铁路运输的安全造成不良影响。在考虑桥梁区段特点的基础上,针对信号电缆双端接地的情况建立加入信号电缆外皮的牵引供电系统链式网络模型,利用潮流算法进行仿真计算,通过实测数据验证模型的有效性。分析信号电缆串扰的主要来源,在所建立模型的基础上计算信号电缆受串扰产生的感应电动势,考虑贯通地线和信号电缆间距对其影响,并给出故障条件下信号电缆的适宜长度,为减少铁路信号电缆的串扰影响和其铺设方法的研究提供参考依据。     

10 KV电力与信号电缆之间平行间距的研究

建立了铁路10kV三相电力电缆两相异地短路对邻近敷设的信号电缆产生纵向感应电压的计算模型.通过仿真计算和理论分析,研究了电力电缆两相不同点接地短路对信号电缆的危险影响,提出了信号电缆在不同接地方式、不同接地电阻下10kV电力电缆与信号电缆之间平行间距的关系.     

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。     

基于连续积分法分析高速铁路与中低速磁浮线路交叉跨越对信号电缆的影响

采用连续积分法替代分段法计算了高速铁路与中低速磁浮线路交叉跨越时供电线路与信号线缆之间的互感系数;采用由实测空间磁场值导出等效施扰电流的反推法,确定了复杂供电网络的等效施扰电流。计算了各种交叉跨越条件下高速铁路牵引供电系统对中低速磁浮信号电缆,以及中低速磁浮牵引供电系统对铁路信号电缆的纵向感应电动势。以长沙中低速磁浮线路与沪昆高速铁路交叉跨越为实际案例进行计算,并与现场实测结果进行了比较分析,发现计算结果和实测结果有较好的符合性。该结果验证了影响分析计算方法的准确性。     

轨道交通供电电缆单相接地感应电压仿真研究

研究目的:城市轨道交通供电环网电缆发生短路接地故障时,故障电流在不接地端的金属护套产生幅值很大的感应电压,若超过外护套的承受能力,外护套就会被击穿,直接威胁城市轨道交通的安全运行,为研究短路接地故障对供电环网电缆金属护套感应电压影响并指导工程设计,在ATP-EMTP中建立模型,对电缆截面、接地电阻、电缆长度、电缆排列形式等因素进行仿真分析。研究结论:(1)发生单相接地故障时,电缆截面、接地电阻值、电缆长度对非直接接地侧金属护套感应电压干扰较小,故障相的感应电压最大,距离故障相越近,健全相的感应电压越大;(2)负荷侧发生单相接地故障时,金属护套感应电压基本不受电缆布置形式的影响;(3)本研究结果可为城市轨道交通供电环网电缆的设计提供理论基础,具有工程指导价值。     

地铁隧道内敷设高压电缆的工频磁场特性分析

分析地铁隧道内敷设的220 V高压电缆对地铁电力、通信与信号等设备的工频磁场影响。首先,采用有限元法建立地铁隧道内敷设的220 V高压电缆及隧道结构的二维仿真模型,分析电缆正常工作和发生故障运行时的磁场分布,以及对通信线路、直流牵引供电线路、钢轨等产生的感应电动势波形及影响;然后,提出相应的工频磁场削弱方法,并进行二维有限元仿真分析。结果表明,采用隧道电缆排列和屏蔽设计可有效地减少工频磁场对公共地铁隧道的干扰。为了验证分析结果的正确性,对实际隧道内220 V电缆的磁场进行了测量,测试结果与仿真结果一致。     

高速铁路电缆接地方式对护层感应电压的影响

当高速铁路馈线电缆运行时,其线芯会有交变电流通过,并在馈线电缆金属护层产生感应电动势,当感应电动势过大时,会危及人身安全,降低电缆的绝缘性能,甚至于影响电缆的正常运行。为研究该电动势的影响因素和接地方式的影响规律,利用PSCAD／EMTDC仿真软件建立电缆模型及高速铁路全并联AT供电系统模型,仿真分析电缆在单端接地、中点接地和交叉互联接地方式下的护层感应电压及接地电流。研究结果表明：高速铁路馈线电缆在敷设长度小于1．1 km时,宜采取单端接地方式;长度为1．1～1．9 km时,宜采取中间直接接地方式;长度大于1．9 km时,宜采用交叉互联接地方式,为工程中电缆护层的接地提供参考。     

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。     

高速铁路信号电缆受强电影响的检测分析

高速铁路动态检测期间,需要在接触网故障和正常2种工况条件下,分别对信号电缆受强电影响指标进行检测。经研究发现2种工况下的强电影响存在很大相关性。因此,本文结合实测数据和理论计算,通过正常工况下的测试结果,推算出故障工况对信号电缆造成的强电影响。     

南方某动车所雷击故障分析及建议探讨

深入分析现场雷击故障的发生原因、入侵途径,并结合现场实际环境进行仿真建模,仿真结果显示此处雷击会对信号电缆产生绝缘破坏,支撑雷击故障的整体分析。最后,提出动车所应提高建设标准,同时建议修订当前电缆引入室内成端的相关标准。     

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．     

基于遗传算法的无绝缘轨道电路故障综合诊断方法

基于传输线理论提出机车信号感应电压幅值包络仿真模型,利用机车信号感应电压与轨道电路信号电流的线性映射关系,分析补偿电容故障对机车信号感应电压幅值包络的影响规律,给出基于遗传算法的轨道电路故障综合诊断方法。以补偿电容和道砟电阻为决策变量,以实际的和仿真的机车信号感应电压幅值包络间差值的最小化为目标,构造适应度函数,通过对种群个体进行选择、交叉和变异等遗传操作,得到当前状态下各决策变量的最优值,从而实现轨道电路故障的综合诊断。实验表明,将遗传算法引入到轨道电路的故障诊断领域,利用机车信号的实际记录数据,能够对无绝缘轨道电路中多个补偿电容故障以及道砟电阻波动等情况作出正确的综合评判,从而弥补了目前检测方法的不足,为轨道电路的故障诊断提供了新的有效手段。     

完善电缆径路图的建议和方法

针对信号电缆被盗、被挖所造成的信号故障不断发生,信号电缆安全的重要性日益显现。由于电缆中断故障延时长,影响大,在2005年铁道部就明确提出六项专项整治内容,     

南昆线电力贯通线作业中感应电的危害及防范

阐述了南昆线电气化铁路接触网感应电压的产生，静电感应电压及电磁感应电动势的计算，以及电力贯通线和接触网平行距离与静电感应电压和感应电动势之间的对应关系。同时指出接触网感应电压可能给电力贯通线作业人员造成的危害，提出了相应的预防措施。     

高速铁路信号电缆施工损伤问题的预防及处理

高速铁路信号电缆施工是信号设备施工的重要组成部分,电缆故障会影响信号设备的正常使用,进而影响铁路运输.由于高速铁路电缆施工过程复杂、难度大,如果施工监护不到位,将会形成电缆故障隐患,威胁高速铁路行车安全.简述高速铁路信号电缆施工过程中存在的问题及原因,重点分析电缆损伤问题,并对如何预防和处理高速铁路信号电缆施工损伤问题提出相应对策.     

25kV柔性悬挂分段绝缘器电场分析及优化研究

为分析和改善分段绝缘器的电磁工作环境,在同相供电运行模式下,针对交流25 kV单相牵引供电系统,利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对不同供电臂间分段绝缘器在不同工况下的电场进行仿真计算,得到了整体的电场、电势分布以及各关键部位的表面电场强度,并对其在稳态运行工况下的仿真计算结果进行海拔修正,最后对...     

信号电缆故障点检测仪的开发

介绍了采用TDR方式(时域反射法)开发的信号电缆故障点检测仪。信号电缆在信号安全控制设备中担负重要作用,一旦电缆出现故障,将严重影响列车运营,而且修复电缆需要较长的时间和大量的人力、物力。尽快排除故障,迅速、准确地查找故障点至关重要,为此,开发了采用TDR方式的信号电缆故障点检测仪。该方式广泛适用于线路的阻抗测试,能迅速测量出电缆的断线、混线、浸水等各种故障的具体地点。