CRH2型高速动车组车载信号系统电磁干扰分析与解决方案

针对京津城际铁路信号系统速度传感器与车辆接口中产生的电磁干扰问题,介绍速度传感器的工作原理和安装方式,分析得出电磁干扰的产生原因是车体与转向架间的瞬时高压干扰了信号系统速度传感器的正常工作,并通过实地测量进行验证。提出加装塑料隔离板将轴箱与传感器的外壳进行隔离、消除传感器的屏蔽电流等解决方案,通过线路试验证实方案的有效性。     

高速列车涡流制动对轨道计轴器的影响分析

线性涡流制动由于其非黏着制动的特点,有望成为我国高速列车的新型制动方式。目前,涡流制动系统对既有线路轨道信号设备的电磁干扰缺乏相关研究,阻碍了该项技术的进一步应用。文章选取计轴器作为典型的轨道信号设备,在理论分析的基础上,采用ANSYS Maxwell和Twin Builder分别建立涡流制动电磁系统与计轴器的仿真模型。基于Twin Builder平台对涡流制动系统模型和计轴器模型进行联合仿真,分析涡流制动系统对计轴器的电磁干扰。试验结果表明,涡流制动电磁系统模型的仿真结果与理论计算结果相符,在无涡流制动系统的列车通过时计轴器感应电压为8.94 mV,验证了所建立模型的正确性;在有涡流制动系统的列车通过时会在计轴器感应线圈中产生峰值约为50 mV的干扰电压,使计轴器的感应电压超过设定阈值,从而可能产生误判,导致轨道区段的占用情况不准确,影响行车安全。该联合仿真模型可以辅助设计涡流制动装置,从而推动其应用。     

城轨列车PWM编码器电磁干扰的机理及抑制

针对巴西城轨列车脉冲宽度调制(PWM)编码器的输出端电阻和金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOS管)烧损问题,基于其功能和工作原理,采取静电放电、电快速瞬变脉冲群、浪涌冲击3种抗扰度试验排查,确定电磁干扰源;建立PWM编码器的容性耦合模型,分析电磁干扰耦合机理;提出电磁干扰抑制措施,并进行试验验证。结果表明:浪涌冲击电压是导致PWM编码器故障的直接原因,进入车体的瞬态电流为电磁干扰源,是导致PWM编码器故障的根本原因;车体瞬态电流在PWM编码器输出端耦合的浪涌冲击电压有效值为183.95V、冲击次数约20次时,PWM编码器受到电磁干扰后发生故障。试验表明,在保护接地线上串联50mΩ电阻和PWM编码器输出端加装型号为SMCJ24CA的瞬态电压抑制器(TVS管),可显著增强PWM编码器的抗扰性。     

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。     

城轨车辆牵引系统电磁干扰分析及优化

基于城轨车辆牵引系统工作接地和保护接地耦合影响,分析了系统电磁干扰机理;建立了系统干扰简化计算模型,该模型具有结构简单、物理意义明确、同时适用于时域和频域分析等特点,可用于预估系统高频干扰特性。通过对实际城轨牵引逆变系统等效建模,并对系统高频干扰电流进行计算,结合实测验证了理论模型的准确性;最后,提出一种简单、高效的系统电磁干扰优化方法,试验结果验证了抑制方法的有效性。     

牵引负荷对介质损耗因数测量的干扰分析

对电气化铁路牵引负荷的冲击特性及其对高压设备绝缘老化的检测系统的影响进行分析,在对负荷进行定性讨论的基础上探讨了冲击性电流增量的幅值对电容型设备测量参数介质损耗因数的影响,以三相综合电流为基础,通过向量分析揭示了负荷电流变化对高压套管监测电流的干扰,建立了针对高压套管的简化冲击干扰模型。分析结果表明:受冲击电流幅值的影响,高压套管介质损耗因数变化呈现一定的规律性,但由于初始综合电流不同,不同组套管会具有不同的变化规律。根据现场测试,以湖东牵引变电所为例,对变压器高压套管特征数据在线采集、分析,验证该干扰模型。     

某地铁车辆辅助逆变器与信号BTM天线电磁干扰分析及改进

针对地铁列车BTM天线受车辆电气设备的电磁干扰，影响车地无线定位信号的传输效率和质量，进而影响列车正常运行的问题，文章从干扰频率、干扰源和干扰路径等方面进行了分析，从消除干扰路径、增强BTM天线抗干扰能力、消除干扰源等方面提出了改进措施，并对改进措施进行了现场测试和分析。结果表明，在辅助逆变器箱体内的DC 1 500 V负线和箱体间增加0.5μF电容，并将接地电阻移至接地回流线靠近BTM天线处能够有效降低车辆的电磁干扰对BTM天线的影响，保证列车正常运行。上述问题的解决可为后续地铁线路的车载BTM天线电磁干扰提供有效的解决思路，并为后续同类设计方案提供参考。     

钢轨擦伤对动车组动力学性能的影响

以一城际高速铁路存在钢轨擦伤的区段为研究对象,对擦伤钢轨的表面状态进行现场测量,并基于SIMPACK动力学分析软件建立该线路运行的某型动车组的整车动力学模型,分析在直线和曲线工况下擦伤模型与无擦伤模型对车辆动力学性能的影响。结果表明:钢轨擦伤对于车辆的平稳性有一定影响,但影响程度较小;钢轨擦伤对安全性的影响与车速有关,当运行速度小于200 km/h时,钢轨擦伤对安全性影响较小;当运行速度大于200 km/h时,钢轨擦伤对安全性影响较大,尤其是轮重减载率和脱轨系数在速度大于200 km/h时会发生超限现象,动车组通过擦伤钢轨时安全性指标波动性较大;钢轨擦伤对动车组的整车磨耗指数影响较大,钢轨擦伤以后会极大地缩短轮轨的使用寿命。     

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。     

京津城际客运专线10 kV供电系统运行特性数值仿真

研究目的:针对京津城际客运专线10 kV电力电缆供电系统,利用ATP-EMTP建立仿真模型,计算线路电压升高、线路容性无功电流补偿及功率因数,合、分闸空载线路和投切电抗器时产生的操作过电压及电抗器涌流,以及单相接地和三相短路工况过电压、短路电流和故障清除转移过电压。研究结果:线路末端电压升高不超过1%,各种过电压均低于设备耐受水平,过电流均未超出设备承受能力,线路电抗器可明显改善线路容性无功电流分布,不会发生谐振。供电系统的稳态运行和暂态过程满足工程要求。     

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。     

轨道车辆的路径设计与数字样机自动布线

轨道车辆集成有复杂的线路网与管路网。文章介绍如何实现管线路径设计与线缆自动建模,利用原理图数据库和车辆基本结构的三维模型实现了较高程度的自动布线。     

无缝线路钢轨温度应力检测装置的设计与研究

由于无缝线路钢轨不能自由伸缩,当钢轨温度发生变化时将产生很大的轴向温度力。过大的温度力会导致钢轨扭曲失稳、断裂,甚至车辆脱轨,危及行车安全。无缝线路钢轨温度应力检测装置通过采集来自铁磁材料应力传感器、温度传感器的信号并进行综合处理最终输出实际锁定轨温和被测钢轨的温度应力。     

珠三角城际轨道交通曲线超高设置研究

针对珠三角城际轨道交通主要技术标准及线路特点,提出了适用于城际轨道交通的曲线超高设计技术条件。结合在建穗莞深、佛肇、莞惠三条城际轨道的运行速度和距离曲线,对三条线路无砟轨道曲线超高进行设计研究。计算结果表明：三条线路的欠超高、过超高、欠超高与过超高之和以及超高时变率等限制条件均满足要求,有利于内外两股钢轨均匀受力及钢轨磨耗均等,满足旅客舒适性要求。超高设置是合理的,可为其它城际轨道线的曲线超高设置提供借鉴。     

基于调整表优化的轨道电路牵引电流干扰防护研究

我国铁路的电气化、高速化和重载化使得电力机车的牵引电流越来越大,并且由于牵引电流和轨道电路的信号电流共用钢轨作为传输路径,导致牵引电流对铁路信号系统中的轨道电路产生的干扰越来越严重。根据传输线四端网理论,建立机车运动过程中无绝缘轨道电路受牵引电流干扰的动态仿真模型,通过与现场实测数据进行对比,验证了仿真模型的有效性,并在此基础上提出基于调整表优化的抗干扰方案。该方案已应用于朔黄铁路沧州西站"红光带"故障区段,成功解决了该区段的"闪红"故障。     

武汉至黄石城际铁路超高设置研究

针对武汉至黄石城际铁路线路具体设计情况,分析了超高作用机理和计算方法,按照铁道部文件《关于新建客运专线铁路曲线超高设定的指导意见》(铁集成[2009]86号),确定了武汉至黄石城际铁路超高设计原则,按照正确的计算方法,采用均衡速度匹配超高的思路,对武黄城际铁路的曲线超高进行了计算设置。计算结果表明,曲线超高设置合理,过超高、欠超高、超高顺坡率和超高时变率等限制条件均满足要求,保证了内外两股钢轨受力均匀和钢轨磨耗均等,提高了线路铺设无砟轨道高平顺性和安全性,满足了旅客的舒适性。     

单边供电系统断电区的地铁车辆通过策略

以上海浦东国际机场旅客捷运系统为例,分析了具有高压母线的第三轨受流车辆在通过单边供电系统断电区时产生过电流的原因,并针对线路的实际工况提出了车辆在断电区的通过策略。同时,探讨了未来需解决的断电区电压突变对车辆牵引辅助系统的冲击问题。     

地铁小半径曲线钢轨波磨影响因素分析

针对地铁线路普遍存在的钢轨磨耗现象,从轮轨蠕滑力和磨耗功率的角度研究地铁小半径曲线钢轨波磨问题,并利用多体动力学软件SIMPACK建立车辆-轨道动力学耦合模型对地铁曲线地段上车辆运行速度和曲线半径对轮轨磨耗的影响进行动力仿真计算和分析。分析计算结果表明:车辆运营速度不宜过低,为降低轮轨磨耗、保证行车安全及运力需求,最高运营速度定为60～70 km/h为宜;曲线半径对钢轨磨耗功率影响较大,在符合城市规划等决定因素的要求下地铁线路曲线半径尽量大于500 m,可以实现良好的运行效果。     

单轨车辆牵引计算方法与仿真电算

以城际铁路和城市轨道交通车辆(钢轨-钢轮接触)的牵引计算为原理,以及汽车理论等相关理论为基础,建立了跨坐式单轨车辆(轮胎-路面接触)的牵引计算原理.基于GT- DRIVE建立单轨车辆的多质点模型,从而模拟分析单轨车辆在不同工况下的μa-S曲线、功率和能耗以及车钩力受力曲线等.     

地磁暴对高铁扼流变压器的影响分析与仿真

介绍了钢轨中产生地磁感应电流GIC的机理,分析了GIC侵害高铁扼流变压器的路径,以BE2-600/25型扼流变压器为例,利用Maxwell软件搭建了扼流变压器模型,给出该型扼流变压器在遭受地磁感应电流时的电磁特性仿真结果。