雾霾对接触网绝缘子电位和电场分布的影响

为研究雾霾环境对绝缘子沿面电位和电场分布的影响,基于静电场有限元法建立接触网复合绝缘子的二维仿真模型,依靠有限元软件Comsol计算分析绝缘子在不同雾霾浓度环境下的电位和电场分布。研究结果表明:空气中悬浮的雾霾颗粒在不带电时会小幅畸变绝缘子沿面电位和电场;当绝缘子附近的雾霾颗粒荷电后,会对绝缘子沿面电位和电场产生明显的影响,不同的雾霾颗粒的浓度,不同的带电极性也会对绝缘子沿面电位和电场畸变幅度产生不同的效果。     

接触网绝缘子电晕放电特性仿真研究

为研究接触网绝缘子电晕放电特性,提出基于化学反应与流体力学结合的绝缘子电晕放电2维数值模型,采用数值仿真模拟计算,分析在绝缘子电晕放电过程中电场强度、电子数密度、电子温度和正离子数密度的动态分布。通过分析瞬态仿真数据可知,绝缘子的沿面电场受绝缘子形状的影响较大,在金具两端和曲率半径较大的伞裙外边沿容易形成电离区,电离区场强随放电时间的改变较大;电子温度分布与电场分布的变化趋势相近;阴极区域,电子密度随放电时间的增加缓慢增加,阳极和伞裙边沿区域电子密度出现最大值;放电过程中N2的电子碰撞电离反应是电子产生的主要方式,但由于电离阈值能量和电荷转移等原因O2+比N2+的离子数密度大;本文提出的绝缘子电晕放电2维数值模型可真实模拟绝缘子电晕放电的暂态过程,对研究电晕放电的物理机理具有重要意义。     

防污闪绝缘护套对支撑绝缘子电场分布的影响分析

文章建立二维有限元模型,对不同状态电力机车车顶绝缘子电场进行仿真,分析了绝缘子电场分布特点及防污闪绝缘护套对电场分布的影响。仿真结果表明,安装了绝缘护套的绝缘子中间伞群区域电场畸变率有所增大,绝缘子表面最大电场强度显著下降,有利于降低表面闪络发生几率。研究结果对防污闪措施的设计有一定的参考意义。     

干燥带对接触网复合绝缘子电场分布的影响

为研究接触网棒形柱式复合绝缘子表面干燥带对其沿面电场分布的影响,在COMSOL Multiphysics软件中建立了绝缘子二维仿真模型,分析了绝缘子容易出现干燥带的位置以及干燥带宽度和数量对其沿面场强的影响。仿真结果表明:绝缘子伞裙间柱体处最容易形成干燥带。干燥带处绝缘子电场发生明显畸变,随着干燥带宽度的增加,伞裙上下表面干燥带处的最大场强增大而柱体上干燥带处的场强减小;伞裙表面干燥带处最大场强均出现在干燥带端部。随着伞裙上下表面干燥带数目的增加,干燥带处场强最大值增大;伞裙间柱体上干燥带数目增加,场强最大值减小。     

电气化铁路接触网雷击过电压研究

在运用电气几何模型对接触网捕雷面进行分析的基础上,考虑地阻抗对导线参数及场线耦合的影响,利用修正的电报方程对雷击时接触网上的电压、电流分布进行求解。建立了绝缘子闪络模型,对雷击过电压下绝缘子闪络进行仿真,分析了支柱通过钢轨接地、支柱上架设避雷器等方式对接触网雷击过电压的影响。仿真结果表明,地阻抗会对接触网雷击过电压的幅值及波形产生一定的影响,应根据设备实际的绝缘配合水平来配置避雷器。     

一种接触网绝缘子污闪预测方法的研究

近年来接触网绝缘子污闪事故频发,严重威胁铁路运输安全生产。为了给防污闪工作提供科学高效的指导依据,本文提出对接触网绝缘子污秽等级和污闪概率进行预测。利用人工鱼群算法优化BP神经网络,建立绝缘子污秽等级预测模型。选取月降水量、月均风速、月均相对湿度、月降尘量等4个最具代表性的气象因子和绝缘子运行时间(月)作为输入特征量。输入上个月5个特征量的数据,预测当月绝缘子的污秽等级。建立基于绝缘子污秽等级的污闪概率预测模型,预测当月接触网绝缘子污闪概率,提前进行预警并建立接触网线路污闪短期预报响应机制。为评估接触网线路的可靠性和运维部门制定有效的防污闪策略以及对新建线路绝缘子的选型和维护提供一条新的思路。     

基于分形理论的高速铁路高架桥接触网系统雷击空间电场研究

雷击高速铁路高架桥接触网系统的空间电场研究是高速铁路防雷研究的基础。本文采用有限差分法和超松弛迭代法计算雷击高速铁路高架桥接触网系统的空间电场,结合雷电先导分形发展的统计特性和跃变判据确定出相应的模型参数,建立并验证了雷击高速铁路高架桥接触网系统的雷电先导分形模型。通过该模型的仿真,得到接触线和AF线有无工作电压、不同高架桥高度和不同雷电流幅值3种情况下的雷电跃变前一瞬间的空间电场。分析结果得出:接触线和AF线的工作电压、高架桥高度和雷电流幅值均会影响该空间电场的分布,雷电流幅值还会影响该空间电场的数量级大小。     

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。     

严寒地区高速铁路接触网金属材质探讨

论述了不同金属材质在低温环境下的一些机械特性,并结合高速铁路接触网特点进行了分析,认为低温冲击韧性是选择金属材质应重点考虑的因素,然后针对受低温影响较大的钢材质进行了分析并得出了一些结论,最后提出了严寒地区高速接触网材质选型上的几个建议。     

沙尘环境下绝缘子表面颗粒积聚特性研究

为研究沙尘环境下绝缘子表面颗粒积聚特性,基于流体力学和电场分布理论建立多物理场共同作用下的风洞仿真模型,应用有限元法分析计算绝缘子表面颗粒在不同沙尘环境下的绝缘子表面压强和沙尘积聚量。研究结果表明:风速、电势和沙尘粒径均与绝缘子表面颗粒积聚特性有关,风速、电势和沙尘粒径3个变量中任意一个增加,沙尘颗粒碰撞迎风面和背风面产生的压强均会增加且迎风面压强比背风面高;沙尘积聚量随风速增加而快速增加且积聚速度逐渐减缓并趋于平稳,随电势增加而增加且积聚速度比较缓慢,随沙尘粒径增加而缓慢增加并逐渐趋于饱和且积聚速度逐渐减缓。仿真结果与试验结果基本相符。     

城市轨道交通架空接触网雷电防护

我国城市轨道交通架空接触网导线离地高度和线路绝缘水平与电力系统10 kV配电线路相当,雷电防护应以防感应雷为主.本文对接触网感应过电压进行了仿真研究,利用统计方法计算了接触网感应雷击跳闸率,提出了采用避雷线、绝缘子保护间隙和串联间隙金属氧化物避雷器3种雷电防护措施.     

接触网验电死区电场仿真及其启动电压的探讨

采用Ansoft仿真了不同线间距下的接触网电场分布情况,同时选用5种不同启动电压的验电器对存车Ⅰ场设备进行验电测试,试验结果表明采用5 900 V启动电压的验电器能准确测量设备带电情况。研究分析了验电器自身因素对验电死区的影响,并根据现场试验情况提出接触网验电作业时的注意事项。     

接触网复合绝缘子污闪电压预测方法研究

通过人工污秽实验室中对接触网常用的11种复合绝缘子进行大量污秽实验,提出一种基于改进生物地理学算法优化BP神经网络的接触网复合绝缘子临界污闪电压预测模型。选取伞径Dm,爬电距离L,形状因数f及等值附盐密度ESDD作为模型的输入特征量。试验和对比分析表明,模型的预测效果良好,预测结果与试验结果基本一致。预测值可作为污闪试验的参考数据,能够有效降低污闪试验的工作量,为评估接触网线路的可靠性及对新建线路外绝缘的选型和维护提供一条新思路。     

有砟轨道线路200km/h刚性接触网系统仿真研究

列车在有砟轨道线路上运行时,在列车载荷作用下轨面会发生相应的沉降,这是影响和制约刚性接触网系统弓网受流质量的可能因素.随着我国有砟轨道线路电气化改造和运输扩能的进行,有必要对有砟轨道线路200 km/h刚性接触网系统的可行性进行研究.通过建立包含一个膨胀接头的刚性接触网仿真模型,将实测的有砟轨道列车沉降数据等效为受电弓底座垂直抬升接入仿真系统,并考虑受电弓在隧道内的气动力影响设定4种不同运行工况,通过对不同工况下接触力指标进行组合对比分析,进而对有砟轨道线路200 km/h刚性接触网系统可行性进行分析和判定.     

刚性接触网悬吊结构的等效模型

结合参考文献中的模型做了进一步的推导,提出相对完善的悬吊结构等效模型,分析了影响等效模型参数的因素及等效模型刚度对弓网动态接触压力的影响。提出确定汇流排绝缘子弹性模量的方法,以改善刚性接触网的弹性,提高受流质量。     

雾霾环境动车组车顶绝缘子积污特性研究

雾霾是雾和霾的组合,空气中的霾会对车顶绝缘子的积污造成影响,而空气中的雾沉降在绝缘子表面润湿绝缘子表面污秽,增大了车顶绝缘子发生污闪的几率。以FQJG2-30/16型车顶绝缘子为试验对象,分析高速气流雾霾环境下雾霾颗粒在绝缘子表面上的受力情况,认为水滴的黏附力是雾霾环境绝缘子表面积污的一个重要影响因素,建立高速气流雾霾环境绝缘子表面雾霾颗粒沉积仿真模型,并通过人工气候室开展不同气流速度下人工模拟雾霾环境绝缘子积污试验,揭示不同风速下雾霾环境对车顶绝缘子积污的影响特性。仿真和试验结果表明:不同气流速度情况下,车顶绝缘子表面积污存在差异。雾霾环境下绝缘子积污量高于非雾霾环境积污量,随着风速的增加雾霾环境积污量与非雾霾环境积污量接近,这是由于高速气流带走绝缘子表面大量水滴造成的。     

人体工频电场受特高压输电线的影响研究

在我国电力系统领域中,对特高压输电系统的研究越来越重视。输电线周围区域的工频电场强度受输送的电压幅值影响,当幅值较大时,其产生的强电场会对人体产生危害。文中使用三维仿真软件建立输电线和人体仿真模型,对人体周围区域的工频电场强度和电流密度分布进行模拟仿真,分析其受输电线的影响规律;并依据相关限值标准,结合仿真得到的输电线路电场分布云图,提出了输电线路下的安全区域。     

基于可信性理论的电气化铁路接触网可靠性的模糊评估

首先基于故障树分析法建立了接触网系统的可靠性模型,在大量调研和统计分析的基础上,用梯形模糊变量描述接触线、承力索和绝缘子的故障率和修复率,用三角形模糊变量描述接触网其他部件的故障率和修复率,将接触网系统的故障率、修复率和可用度等可靠性指标视为随机模糊函数,利用可信度理论实现了接触网可靠性的模糊评估。计算结果表明,只要掌握各部件故障率和修复率的大致分布,就可以较准确地计算接触网系统的可靠性指标,误差满足工程精度的要求。     

基于盐碱沙尘地区的接触网绝缘子污闪预警的研究

盐碱沙尘环境是影响接触网绝缘子安全稳定运行的重要因素,但由于气候条件的复杂性和突发性,常用的污区分布图不能据实反映气候的急剧变化,往往造成接触网绝缘元件污闪事故的增加。利用含盐沙尘颗粒动力学方法,结合盐碱沙尘源区气象特性,建立颗粒物的动态沉降模型,探索沙尘颗粒在接触网绝缘子表面快速沉积规律,分析污秽源区下风向各站点的不同灰盐比以及粒径分布,得出各站点在无降水期间受含盐沙尘天气影响的污闪预警时刻。分析表明,在恶劣天气来临之前,可结合污闪预警信息准确定位,进行清扫工作,为污闪预警系统的制定提供一种有效可行的方法。     

接触网线路避雷器不同安装方式的防雷效果

以国内接触网绝缘子的绝缘强度和雷电流的概率分布为基础,运用接触网雷击跳闸的概率模型计算比较了接触网未安装线路避雷器和安装线路避雷器的雷击跳闸情况。为接触网的线路避雷器使用提供了参考,同时为电力系统中弱绝缘配供电线路的线路避雷器使用提供借鉴。