变压器雷电冲击试验全波波形调节

针对变压器雷电冲击试验过程中全波冲击波形难以调节的问题,研究能有效改善变压器雷电冲击全波试验波形的调节方法。分析了冲击电压发生器波前电阻、波尾电阻、发生器本体及试验回路存在的寄生电感、变压器试品电容和电感等因素对冲击试验全波波形的影响,设计了全波波前时间和全波波尾时间改善电路,并对改善前后的冲击电压全波波形进行仿真、对比分析以及试验验证。     

冲击响应谱在机车设备冲击试验上的应用

考核铁路机车车辆上装载的产品抵抗冲击的能力需对其进行冲击试验,但典型冲击脉冲波如半正弦波不能真实有效地模拟实际复杂的冲击振动环境。借助计算机技术和环境模拟理论,冲击响应谱试验可以较真实地模拟系统所受到的冲击环境。首先对冲击响应谱与经典冲击脉冲做了比较,然后说明了冲击响应谱的物理模型及冲击响应谱试验的原理,并叙述了时域波形合成方法及其优化算法,最后以实例介绍了冲击响应谱试验的流程,为后期冲击响应谱试验的进行提供了实践支持。     

高速动车组雷电波侵入特性及传播规律研究

高速铁路接触网多架设在高架桥上,受雷击概率较高,动车组将会受到接触网雷击过电压的威胁,因此需探讨雷击接触网时沿接触线入侵至动车组高压系统的雷电过电压特性。通过建立牵引网-动车组整体仿真模型,研究雷击接触网时传播至动车组高压系统雷电波波形特征与车载变压器雷电过电压范围,探究雷击点位置对雷电波传播过程的影响。结果表明:雷击承力索/接触线时,动车组雷电侵入波波前时间在10～20μs,波尾时间在30～50μs;随着雷击点和动车组距离的增加,雷电波幅值逐渐降低,波前时间逐渐增加,波尾时间逐渐减小;车载变压器雷电过电压与避雷器保护水平的比值不大于1.34。雷击馈线时,接触线感应电压波尾时间小于标准雷电冲击波尾时间;车载变压器雷电过电压波形近似为平顶波,波前时间大于标准雷电冲击波前时间,波尾时间小于接触线感应电压波尾时间。     

上道通信信号设备的雷击试验

为了保证综合防雷系统安装的SPD与通信信号设备端口的耐雷电水平协调配合,厂家必须提供设备端口的额定冲击耐受电压水平Uw的数据,因此必须对通信信号设备进行雷击试验。阐述了通信信号设备雷击试验的范围、试验波形的选取、试验法和合格判定标准,并提出加速编制通信信号设备雷击试验的标准。     

轨道电路设备雷电冲击传递特性试验研究

为得到轨道电路设备在不同温度、湿度环境下的雷电冲击传递特性规律,搭建不同温度、湿度环境条件下开展雷电冲击响应特性测试的试验平台,开展轨道电路关键设备在不同温度、湿度环境下的共模、差模雷电响应特性试验。研究试验获得在不同温度/湿度情况下的雷电冲击传递特性规律,为优化轨道电路设备雷电防护设计提供参考。试验结果表明：随着环境温度升高,设备共模和差模雷电冲击响应峰值均呈现上升趋势;随着环境湿度升高,设备差模雷电冲击响应峰值呈现下降趋势,设备共模雷电冲击过电压基本不受环境湿度影响。     

绝缘护层对动车组电缆连接器雷电冲击闪络电压的影响分析

为提高动车组高压设备箱电缆连接器端部中心点到箱体内壁间空气间隙的雷电冲击电压耐受值,基于串联介质分压原理和静电场理论,分析护层结构及位置对改善电场分布、提高雷电冲击闪络电压耐受性能的可行性。通过理论及仿真验证不同厚度、不同安装方式的护层组合安装方式的设计效果,表明空气间隙中加装的护层厚度及位置影响电场强度分布。试验结果表明:2mm厚护层经50次左右的试验后被击穿;大于3mm厚的护层经300次试验后依旧完好。紧贴电缆连接器端部,包覆两层护层后的雷电冲击闪络电压值可达235kV,提高值为80kV,结论可为现场应用加装护层提高间隙雷电冲击闪络电压耐受值提供依据。     

雷电波侵入通信基站的仿真研究

雷电侵入波过电压是通信基站发生雷害事故的主要原因。采用ATP-EMTP仿真软件,建立了通信基站高压侧供电系统仿真模型。在线路波阻抗和变压器入口电容取不同值时,仿真计算得到了雷电侵入波过电压、过电流。由仿真结果可以看出,随着线路波阻抗和变压器入口电容的减小,基站雷电侵入波过电压、过电流随之增大。该结论对通信基站的防雷工程具有一定的现实意义。     

机车车辆设备冲击试验波形优化补偿研究

针对标准IEC 61373中没有规定冲击补偿参数的现状,结合机车车辆设备3种冲击试验的要求,通过理论计算对波形补偿原理进行了分析,并对不同波形的补偿效果进行了试验测试。结果表明机车车辆设备冲击试验适合于采用前后半正弦波补偿方式,且前后补偿脉冲持续时间应相等,其冲击补偿系数k≤0.2。     

铁路信号系统雷击试验中存在的问题探讨

对铁路信号系统上道信号设备雷电电磁脉冲抗扰度进行室内动态模拟试验,是保障信号设备应用可靠性的重要环节。按照现行铁道行业标准规定的试验方法和试验检测方法进行室内动态模拟试验,存在着对防护盲区和冲击损坏积累效应漏检的问题。通过分析试验结果,说明防护盲区、冲击损坏积累效应产生的原因和漏检的可能性,并提出相应防范措施。     

计及绕组波过程的牵引变压器防雷分析

雷电冲击过电压有较大的幅值及陡度,侵入牵引变电所会对主变压器的绕组纵绝缘造成危害。为研究雷电侵入波对牵引变压器的影响,建立牵引变电所EMTP暂态模型,考虑雷击进线杆塔时,分析有无避雷器保护对牵引变压器上过电压参数的影响。安装避雷器后,变压器上的过电压幅值降低到最大允许耐压值以下,但其陡度减小幅度较小,对牵引变压器绕组的绝缘安全存在威胁。通过建立基于时域有限差分法的绕组多导体传输线模型,分析变压器绕组在雷电波入侵时的波过程。结果表明,雷击引起变压器绕组极不均匀电压分布,且前端绕组过电压幅值及振荡频率较高,存在绝缘隐患,应针对该位置进行重点保护。     

通过改善逆变器电压波形提高驱动系统效率

目前,鼠笼式异步电动机通常被用作铁路驱动系统的牵引电动机。通常,这种电动机在高速范围由一种电压源单脉冲波逆变器驱动。但单脉冲波含有低次谐波分量,使电动机内产生附加损耗。因此,对3-脉冲波和5-脉冲波的优化波形进行了研究,以此替代单脉冲波,减少电动机的附加损耗。文章提出采用优化的3-脉冲和5-脉冲波最大限度地减少附加损耗,同时尽可能地提高基波分量。通过有限元分析验证了这种方法的有效性。试验结果表明,与采用单脉冲波相比,采用优化波形可使电动机效率提高约1%。     

电力电缆故障的预定位方法

针对不同类型的电力电缆故障,有不同的预定位方法.对电压脉冲波在电缆中的传播波过程进行理论分析,在此基础上介绍低压脉冲法和高压弧反射法两种电缆故障预定位方法,并给出实际应用方法及案例.     

新型列控系统雷击试验相关问题的分析与建议

高速铁路新型列控系统融合了联锁、列控、调度集中、无线闭塞、集中监测等铁路信号关键安全设备,大量使用集成度更高的电子单元代替机械设备,对耐雷电冲击提出了更高要求。传统模拟雷击试验中对新型列控系统的检测考虑并不充分,为此,针对盲点电压、雷电冲击时间间隔、有源以太网端口、雷电环境选择等雷击试验中存在的问题进行分析,并给出相关建议。     

中速磁浮列车雷电试验及仿真研究

[目的]中速磁浮列车在高架线路上运行时,车身有可能遭受雷击。若中速磁浮列车车体采用复合材料,在遭受雷击时有可能受损甚至被击穿,进而使乘客受到雷击伤害。为此,需要在复合材料车体设计时进行防雷设计,而雷电在列车上的附着点是设计的关键。[方法]制作了中速磁浮列车单节车厢的精确缩比模型,阐述了磁浮列车雷电附着点试验的依据、试验件、试验方法及试验结果。采用COMSOL Multiphysics有限元数值仿真软件,将中速磁浮列车雷电附着点的区域分为车头风挡、车身顶部、侧棱、侧棱尖端、设备安装区域以及地面6个部分,并对整车进行了雷电仿真计算。[结果及结论]通过列车缩比模型雷电试验获得了单节车厢较为详细的雷电附着点分布情况,雷电仿真得到列车表面电场分布情况,仿真结果与试验结果相吻合。结合试验及仿真结果,提出了中速磁浮列车的雷电防护设计建议。     

高速铁路信号系统雷击瞬态传输特性研究

信号系统承受雷击电磁瞬态干扰能力弱,要掌握雷击电磁脉冲对信号系统影响的程度,需研究雷击电磁脉冲在信号系统的瞬态传输特性.研究基于黑箱技术的铁路信号系统雷击瞬态过程建模方法,以调谐匹配单元为例,详细分析其雷击瞬态建模过程,并采用雷电冲击差模传递特性试验验证模型的有效性.通过建立多设备级联模拟试验系统,开展多设备级联雷电冲...     

LNG罐式集装箱冲击试验研究

介绍了基于冲击响应谱的罐箱冲击试验方法,建立了一套完整的LNG罐式集装箱冲击试验流程.在冲击试验过程中,对比了不同试验样箱、试验台座对试验结果的影响,探索了冲击过程中铁路车辆缓冲器的动态变化过程,并对未来工作提出几点研究展望.     

基于形态分量分析的高速列车轴箱轴承故障诊断方法

高速列车在运行过程中,由于车轮不圆、钢轨波磨、轨道焊缝等激扰的影响,很容易激起轮轨之间的高频振动。当高速列车轴箱轴承同时出现故障和冲击激扰的情况下,现有的高速列车轴箱轴承故障诊断方法很难从中提取出轴承故障脉冲信号。针对这种情况,文中将形态分量分析应用到轴箱轴承故障特征提取,为了便于将其进一步用于在线监测,对该方法中稀疏表示的字典进行了改进。仿真和试验表明,该方法明显优于经验模态分解方法,能够有效地分离出轴承故障周期性脉冲信号,并能将其他随机冲击剔除。     

泥石流龙头对坝体冲击力的试验研究

在泥石流所来的诸多灾害中，泥石流龙头冲击建筑物造成的危害是非常突出的，本研究是在总结前人经验的基础上进行的稳定性均颗粒水石相流龙头冲击坝体的水槽试验研究。分析了冲击荷载峰值的构成情况，运用压力波理论结合颗粒流的应力关系建立了龙头冲击力的计算办法，并对概化后的龙头计算其在冲击坝体时的作用力垂向分布。     

电气电路型断轨监测设备测试方案研究

为保障电气电路型断轨监测设备的性能,对其测试方案开展研究。根据断轨监测设备工作频率范围内的钢轨电气参数,模拟钢轨,搭建仿真环境。通过分析断轨监测设备雷电防护试验和振动与冲击试验端口数量、类型和试验等级选择,以及性能测试中误报率、断轨检出率和断轨报警时间的具体要求,明确测试方案。开展雷电防护试验时,建议通信端口按照TB/T 3498—2018《铁路通信信号设备雷击试验方法》 6.2条“6级：信号设备通信端口与钢轨连接”的试验等级测试;监测主机采用太阳能电池板供电时,不建议对电源端口进行雷电防护试验;开展振动与冲击试验时,根据TB/T 2846—2015《铁路地面信号产品振动试验方法》中的10.1条对监测主机进行振动试验,根据GB/T 2423.5—2019 《环境试验第2部分：试验方法 试验Ea和导则：冲击》的附录A,对监测主机开展冲击试验;在测试误报率和断轨检出率时,应设置多个模拟断轨测试点,牵引回流类断轨监测设备报警时间应保持在5 min以内。     

浪涌发生器放电回路的分析

根据电磁兼容试验和雷电冲击试验过程中所使用模拟浪涌发生器的工作原理,结合现行标准中普遍执行的8/20μs和10/700μs试验波形,通过二阶微分方程求解和MATLAB计算仿真,得到不同波形模拟浪涌发生器放电回路的组成及元器件参数,为浪涌试验中出现的问题提供分析方法和解决办法。