高速铁路路基段弱电设备单独接地的可行性研究

运用基于矩量法的电磁分析软件CDEGS建立高速铁路综合接地系统与弱电系统接地耦合模型,并对其雷电流作用下的冲击响应进行仿真计算,分析支柱遭受雷击时,弱电系统与综合接地系统不同距离、不同土壤电阻率和弱电系统与综合接地系统连接情况对弱电系统和贯通地线雷击特性的影响及其规律。研究结果表明：当弱电系统与综合接地系统不连接时,贯通地线的电压几乎不变;当两者连接时,随着两者距离的增大,弱电系统的电压不断减小,贯通地线的电压不断增大。随着土壤电阻率增大,接地系统的电压幅值不断增大;弱电系统与综合接地系统连接时弱电系统电压比未连接时高,贯通地线的电压比未连接时低。同时,分析不同情况下弱电系统的安全距离大小与规律,得出弱电系统的安全距离随着电阻率的增大而增大,且弱电系统与综合接地系统连接时的安全距离比未连接时的大。     

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。     

高铁轨道精测站间搭接精度指标合理性研究

高速铁路轨道精调测量是保障轨道的高平顺性的重要工序,其测站间重复轨枕的搭接精度为三维坐标较差ΔX,ΔY,ΔZ≤±2 mm。从自由设站的精度入手,正推测站搭接精度,发现2 mm的精度要求偏严;结合对坐标较差合理性的分析,提出应根据自由设站的精度指标来决定搭接个数,结合搭接个数来制定搭接精度,且应把直接坐标比较转换为比较纵横向,这样既保证了轨道高平顺性的要求,又可使轨道精调测量时,现场作业更加灵活与高效,为后续规范的完善与修改提供一定的参考。     

列车高速过站引起车站顶棚瞬变压力研究

采用列车气动性能动模型试验装置,对高速列车以不同速度进出车站气动性能进行研究,模型缩比为1∶20,列车采用2车编组。研究结果表明：列车头部或尾部通过瞬间,将会引起车站顶棚处空气压力发生突变,形成具有破坏性的瞬态冲击压力波;车站顶棚不同测点的压力随着车体壁面距测点的间距增大而减小,且列车进站时引起的测点压力系数幅值比出口大5％左右;当两列车在车站交会时,不仅列车通过测点会引起较大的压力波动,而且两列车交会瞬间也会产生剧烈的交会压力波,使得测点瞬变压力曲线显著不同于单车通过测点情况。     

高速铁路隧道照明控制方式探讨

高速铁路隧道照明常见的控制方式一般分为交流控制及直流控制。交流控制由于受系统分布电容的影响,控制距离有一定的限制。直流控制不用考虑分布电容的影响,可实现长距离控制,但不能实现模式控制。针对交流及直流两种控制方式存在的问题,并根据高速铁路运营的实际需要,提出智能控制的方案。智能控制除具有常规控制功能外,还可实现模式控制,作为隧道照明控制的新技术,具有很好的推广前景。结合各种控制方式的原理、功能和特点,给出各种控制方式的适用范围。     

电气化铁道牵引供电系统加窗插值法的谐波分析

传统电气化铁道牵引供电系统的谐波分析方法受频谱泄漏和栅栏效应的影响,不能准确地得到谐波相关参数。为此,提出一种采用加六项优化余弦组合自卷积窗和四谱线插值结合的新算法对谐波进行分析。首先采用复调制细化法分析信号中基波频率附近的谐波成份,剩余信号加窗处理,利用离散傅里叶变换找出谐波频点附近相应离散频谱的4根峰值谱线,利用插值算法对电气化铁道牵引供电系统中谐波相关参数频率、幅值及相位进行加权修正并推导出计算公式,从而进一步提高分析结果的准确性。     

北京轨道交通大兴机场线盾构选型研究

北京轨道交通大兴机场线于2019年通车运营,采用市域D型车实现草桥—大兴机场20 min的通达目标,以160 km/h的运行时速填补城市轨道交通高速领域的技术空白。工程定位高、沿线建设环境复杂、工期紧张,没有既有规范及建设经验可以参照,致使盾构隧道结构选型、标准确定难度大。分析研究不同结构断面形式盾构外径及内径的影响因素,从而确定大兴机场线盾构可选的断面型式,并据此进行造价、工期及安全比选。最终确定大兴机场线盾构隧道采用7.9 m内径、8.8 m外径的单洞单线结构,盾构机采用土压平衡盾构机。     

某高原铁路牵引变电所接入电网技术研究

新建某高原铁路雅安至林芝段部分路段地方电网十分薄弱,220 kV及以上主电网基本为空白。由于桥隧比高、战略地位特殊,该铁路牵引变电所供电可靠性要求较高。但由于地形条件复杂,沿线新建变电站选址和输电线路通道选择难度极大。在研究现有牵引变电所接入电网技术存在的局限性基础上,提出一种新型牵引变电所接入电网技术,新技术提出2座变电站和2座牵引变电所采用串联方式连接,同时明确了牵引变电所电气主接线和运行方式。研究表明,新技术可提高该铁路牵引变电所供电可靠性,减少变电站布点及接入电网线路长度,降低工程投资。该项技术适用于2座变电站合理供电范围内有2座或2座以上牵引变电所接入电网的场景,对于电气化铁路沿线地方电网薄弱地区具有一定的推广价值。     

有砟轨道动刚度特性研究

为充分了解轨道动力特性,对有砟轨道动刚度展开研究。通过建立有砟轨道力学模型,分析0~2 000 Hz范围内轨道动刚度的振动特性,得出:轨道动刚度相对于轨道静刚度是随激振频率变化的,轨道动刚度在低频段受激振频率变化影响较小,在中、高频段内轨道动刚度振动幅值随激振频率变化而变化,是系统的固有特性,需通过对构件刚度、阻尼等参数调节。阻尼系数对轨道动刚度的幅值有影响,但不改变轨道的共振频率。质量阻尼系数对轨道动刚度波动范围及幅值的影响小于刚度阻尼系数的影响。阻尼系数增大,轨道动刚度波动幅值增大。     

大型铁路工程BIM设计的探索及实现

BIM技术的应用能够提升铁路工程建设技术水平及信息管理能力,也是铁路工程建设信息化的核心和方向。BIM信息模型是BIM技术应用的基础文件,设计单位在BIM技术的应用中起牵头及主导作用。在现阶段,铁路工程BIM设计多停留在单体设计的水平上,BIM技术在铁路工程中的探索及应用也停留在较为初级的阶段;针对此情况,我院在迁建西安客车段、机务段这一大型铁路工程设计过程中进行了积极探索,采用BIM技术对两段进行了全专业、全内容BIM设计,取得一定成果,为BIM技术在铁路工程中的应用积累了宝贵经验,也是我院利用BIM设计手段开展大型铁路工程设计的良好开端。