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铁道学报 2020年第8期42卷 68-75页

作者：王思华王惠田铭兴兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室甘肃兰州730070

污秽度是判定接触网运行在湿润大气下绝缘性能的重要因素。为防止污闪事故的发生,不仅需要实时监控污秽量,更需要实现对近期污秽度的预测,以便于安排时间进行清扫工作。利用污秽颗粒在绝缘表面的动态沉降模型,结合新疆区域特有的盐碱沙... 详细信息

污秽度是判定接触网运行在湿润大气下绝缘性能的重要因素。为防止污闪事故的发生,不仅需要实时监控污秽量,更需要实现对近期污秽度的预测,以便于安排时间进行清扫工作。利用污秽颗粒在绝缘表面的动态沉降模型,结合新疆区域特有的盐碱沙尘气象特点,搜取受影响区域的不同灰盐比以及各粒径颗粒在总沉降物中的占比,优化了持续积污期间的累积积污公式;以月均降雨强度、月均风速、降雨次数等九个参量为输入特征量,建立基于遗传-BP神经网络的降雨冲刷模型,比较准确预测了降水后绝缘表面的剩余污秽度;根据气象信息的预报数值和地理位置的精确经纬度,可准确定位近期将超过设定污秽等级的支柱,由此实现由状态除污到计划除污的转变。

关键词：盐碱沙尘动态沉降灰盐比接触网绝缘子

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盐碱沙尘区域的接触网绝缘子动态积污与预测研究

盐碱沙尘区域的接触网绝缘子动态积污与预测研究

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作者：王惠兰州交通大学

学位级别：硕士

铁路是我国重要的基础设施,以自身的经济性和普及性成为一种被广泛使用的运输方式,在交通运输体系中处于骨干地位。作为高速铁路核心的电气化牵引供电系统能否可靠稳定地运行是铁路运输安全生产的重要前提。我国新疆属于典型的干旱半干... 详细信息

铁路是我国重要的基础设施,以自身的经济性和普及性成为一种被广泛使用的运输方式,在交通运输体系中处于骨干地位。作为高速铁路核心的电气化牵引供电系统能否可靠稳定地运行是铁路运输安全生产的重要前提。我国新疆属于典型的干旱半干旱气候,区域内戈壁、干涸盐湖分布广泛,大风区众多,导致此区域内经常出现典型的含盐沙尘天气。接触网绝缘子表面在短时间内便可附着较厚的污秽层,致使绝缘子在湿润环境下污闪事故频发,严重影响了铁路运输安全生产。因此在大气污秽颗粒浓度、颗粒含盐量均较高的气象环境下,结合易于获得的气象数据,研究适用于此区域的污闪预测方法是很有必要的。本文首先建立了污秽颗粒在绝缘表面的动态沉降总模型,结合新疆区域特有的盐碱沙尘气象特点,将动态积污分为无降雨期间的持续积污和有降雨期间的动态冲刷过程;其次建立了基于流体力学的污秽颗粒沉降模型,结合污秽源区下风向各站点的粒径分布和各地不同的灰盐比,利用持续积污期间的累积积污公式计算实时盐密、灰密值;接着分析了降雨特征参数,以月均降雨强度、月均风速、降雨次数、本月盐密、本月灰密等九个参量为输入特征量,建立了基于遗传BP神经网络的降雨冲刷模型,比较准确地映射了降雨参数与污秽参数间的关系;最后根据数值气象预报系统的信息和盐密、灰密对污闪电压的影响关系以及由污区分布等级设定的统一爬电比距值来设定预警电压值,再以任意时刻得到的盐密、灰密推算此刻耐受电压是否达到预警电压来制定响应机制,将规定时间内对区域中所有的绝缘子集中清扫变为在易污闪天气来临之前只清扫达到污闪条件的绝缘子,避免人力、物力、财力浪费的同时最大程度地防止污闪事故的发生。

关键词：盐碱沙尘动态沉降遗传BP神经网络降水冲刷污闪预测

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盐碱地区接触网绝缘子的污闪预测与运维研究

盐碱地区接触网绝缘子的污闪预测与运维研究

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作者：刘阳兰州交通大学

学位级别：硕士

作为我国最普遍、高效的交通运输方式,铁路运输在促进国家经济发展、保障民生物资供应、满足民众出行需求等方面发挥着难以取代的作用。绝缘子作为铁路接触网的重要构成组件,其绝缘性能直接关系到整个铁路运输系统是否能够安全有效地运... 详细信息

作为我国最普遍、高效的交通运输方式,铁路运输在促进国家经济发展、保障民生物资供应、满足民众出行需求等方面发挥着难以取代的作用。绝缘子作为铁路接触网的重要构成组件,其绝缘性能直接关系到整个铁路运输系统是否能够安全有效地运行。新疆盐碱地区属于典型的干旱沙尘气候,境内分布大量盐湖。干旱少雨、风沙频繁的气候特点使得绝缘子表面在短时间内积累大量的盐碱污秽,致使污闪事故频发。由于盐碱区域气候特点及污秽特性与一般内陆地区相比具有明显的差异性,因此本文通过利用盐碱地区气象数据分析绝缘子污秽特性,对该区域的污闪预测及防治技术进行了研究,主要内容如下所示。(1)在研究区域尘降数据的基础上分析绝缘子污秽特性,得到动态灰盐比、污秽粒径分布、污秽构成成分及比例等表征参数。利用气象监测数据通过积污量公式计算干旱期间累积积污量,结合污秽特性表征参数得到实时的各污秽成分含量。(2)由于CaSO的微溶性是导致盐密真实值与测量值存在误差的原因,因此分析了不同污秽成分对CaSO溶解度的影响。通过热力学平衡理论和Pitzer电解质溶液理论建立CaSO在混合盐溶液中的溶解度模型。利用绝缘子饱和附水量模型和电导率计算模型得到导电水膜溶解可溶盐成分后的电导率,依据相关定义得到盐密和灰密的修正值。将盐密和灰密的修正值代入闪络电压计算公式得到闪络电压预测值。根据盐碱区域污秽特性设置染污参数,对单片XP-160绝缘子进行人工污秽实验。(3)通过污秽等级对应的统一爬电比距值及绝缘子的爬电距离得到绝缘子的最大耐受电压,设定高于最大耐压值10%为污闪预警值。通过比较预测值和与预警值的大小来确定维护措施,并结合绝缘子在线监测技术和常规防治污闪措施,提出针对盐碱地区接触网绝缘子的污闪防治方案。研究结果表明:盐碱沙尘地区的可溶污秽总量比一般内陆地区要高;不同地区的可溶污秽成分及比例有很大差异;污秽成分以CaSO和NaCl为主,除自身电导率外其余成分还可通过抑制或促进CaSO的溶解度影响闪络电压,其对闪络电压的影响不应被忽略;预测数据与试验数据的误差在6%以内,验证了计算模型的准确性。研究结果可为盐碱地区绝缘子的运行维护提供参考。

关键词：盐碱沙尘污秽成分溶解度污闪预测运行维护

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