检索结果-南通市图书馆

作者：徐超西南交通大学

学位级别：硕士

城市轨道交通采用直流供电方式,钢轨是牵引电流回流的主要路径。但由于钢轨具有一定的电阻,钢轨与地之间无法完全绝缘,因此会产生流入地下的杂散电流。杂散电流会腐蚀地下金属管线和结构钢筋等金属设施。目前,地铁设计中会在钢轨与轨枕... 详细信息

城市轨道交通采用直流供电方式,钢轨是牵引电流回流的主要路径。但由于钢轨具有一定的电阻,钢轨与地之间无法完全绝缘,因此会产生流入地下的杂散电流。杂散电流会腐蚀地下金属管线和结构钢筋等金属设施。目前,地铁设计中会在钢轨与轨枕之间安装扣件,以保证轨地之间有较高的绝缘电阻。既有扣件的安装设计仅考虑了物理接触性绝缘,未考虑材料老化、环境污染、潮湿等因素对绝缘性能的影响。因此地铁在实际运行过程中,扣件绝缘性能无法达到要求。研究扣件绝缘性能的影响因素及提升措施势在必行。本文首先介绍了扣件的结构、组成部件以及各部分材料的电气特性。利用有限元仿真软件ANSYS建立扣件整体附污模型,研究泄漏电流的流通路径以及表面电阻、体电阻的组成方式及不同污秽情况下的值。研究结果表明:表面电阻对扣件的绝缘性能影响很大,一般污秽情况下,扣件的表面电阻都要远远小于体电阻;扣件的表面电阻受表面电导率、积污厚度和表面电流的泄漏距离等有关;表面电导率为10S·m时,组成扣件的轨距块、轨下垫板等器件的体电阻均在10MΩ以上,但扣件不同表面的表面电阻值只有约1000MΩ。同时,本文搭建了扣件的人工污秽试验平台,利用固体层法在扣件表面涂污,并模拟不同相对湿度、温度和盐雾等气候环境,分别测量不同环境因素对钢轨与铁垫板之间的绝缘电阻R、铁垫板和轨枕之间的绝缘电阻R的影响,研究扣件绝缘的薄弱环节。研究结果表明:相对湿度和受潮时间对扣件的绝缘性能影响明显,因为空气中的水蒸气扣件表面凝结后,可增加扣件的表面电导率,在绝缘器件表面形成导电通路;铁垫板下垫板由于泄漏距离小受空气中的水蒸气影响明显,当湿度达到90%时R的值不到2MΩ;盐雾环境下,雾气中的盐分会附着在扣件表面导致表面电阻的下降;温度升高对扣件绝缘性能的影响主要体现在对水蒸气在扣件表面凝结的抑制作用。最后本文根据有限元仿真和人工污秽试验的结果研究了增强扣件绝缘性能的措施。可从增大泄漏距离和提高扣件表面耐污耐水性能两方面入手。研究结果表明:轨下垫板和铁垫板下垫板的侧面增加10mm的裙边后,表面电阻增加,两部分绝缘电阻均增加50%;轨下垫板沿钢轨和铁垫板方向增加外延,R增加了50%0%;采用机械强度和绝缘性能优良的复合材料代替铁垫板;增加绝缘材料的液体接触角,使空气中的水分难以使扣件表面湿润。

关键词：城市轨道交通杂散电流绝缘扣件表面电阻人工污秽试验

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地铁钢轨扣件对地过渡电阻等效电路及各部件的影响因素研究

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高压电器 2020年第8期56卷 59-65页

作者：曹晓斌沈豪陶鑫西南交通大学电气工程学院成都610031

地铁钢轨绝缘扣件用于隔离钢轨与大地,减少地铁杂散电流的危害。研究绝缘扣件的等效电路,探明各绝缘部件在钢轨对地过渡电阻中的影响,有利于针对性地减少地铁迷流。文中以弹条Ⅲ型扣件为例,根据泄漏电流从钢轨到大地的流通路径,给出了... 详细信息

地铁钢轨绝缘扣件用于隔离钢轨与大地,减少地铁杂散电流的危害。研究绝缘扣件的等效电路,探明各绝缘部件在钢轨对地过渡电阻中的影响,有利于针对性地减少地铁迷流。文中以弹条Ⅲ型扣件为例,根据泄漏电流从钢轨到大地的流通路径,给出了扣件组对地过渡电阻的等效电路;仿真计算了扣件各绝缘部件体电导率与表面电导率对过渡电阻的影响,得到了过渡电阻与各部件之间的关系;最后通过实验对研究结论进行了验证。研究发现:扣件组绝缘材料体电阻与表面绝缘电阻相差107倍,表面绝缘电阻对过渡电阻起决定作用;扣件表面绝缘电阻与表面电导率成反比,其中轨下垫板与铁垫板下垫板表面绝缘电阻仅为轨距块的1/5左右,材料表面凝露会使过渡电阻下降一半或三分之二,提高扣件过渡电阻的关键在于提高轨下垫板与铁垫板下垫板的表面绝缘电阻。文中研究成果为进一步提高轨道对地过渡电阻提供了理论支持。

关键词：地铁钢轨杂散电流绝缘扣件过渡电阻

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基于光纤光栅的地铁走行轨绝缘破损定位关键技术研究

基于光纤光栅的地铁走行轨绝缘破损定位关键技术研究

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作者：薛宏宇中国矿业大学

学位级别：硕士

近年来,随着社会经济的快速发展,城市化进程的加快,城市交通拥堵日益严重,现有的交通体系已不能满足人们的日常需求,轨道交通以其运量大、速度快、安全可靠的技术优势,已经成为我国主要城市的交通工具,截至2020年12月31日,我国共有44个... 详细信息

近年来,随着社会经济的快速发展,城市化进程的加快,城市交通拥堵日益严重,现有的交通体系已不能满足人们的日常需求,轨道交通以其运量大、速度快、安全可靠的技术优势,已经成为我国主要城市的交通工具,截至2020年12月31日,我国共有44个城市开通运营城市轨道交通线路233条,运营里程7545.5公里,其中地铁在轨道交通运营线路制式结构中占据79%。但随着地铁运营时间的增加,轨地之间的绝缘扣件受环境、应力破损等因素的影响出现局部绝缘破损现象,导致杂散电流泄漏加剧,泄漏的杂散电流会对地铁周围土壤中的通信电缆、水管、煤气管道以及区间隧道中的结构钢筋等金属管线产生腐蚀,破坏金属管线的强度,降低其使用寿命。因此绝缘破损监测对保障地铁安全可靠运行具有积极意义。本文针对地铁绝缘破损定位技术薄弱的问题,综合运用了有限元仿真、实验室测试、模拟实验等手段,开展了基于光纤光栅的地铁绝缘破损检测方法及关键技术研究工作,实现了地铁走行轨绝缘破损点的准确定位,保障了我国城市轨道交通安全运营,主要研究工作如下:（1）介绍了地铁牵引供电回流系统及绝缘扣件系统的组成,基于COMSOL建立了绝缘扣件的电阻模型,分析了绝缘扣件表面电阻降低时对绝缘性能的影响,揭示了绝缘破损的形成原因。（2）根据地铁牵引供电回流系统结构,基于CDEGS建立了回流系统模型,研究了无破损、存在破损点、破损电阻、极端破损及考虑OVPD开闭情况下绝缘扣件电势分布规律,并开展了实验验证,提出了基于绝缘扣件压降检测的绝缘破损定位方案。（3）提出了基于光纤光栅的绝缘扣件电压测量方法,构建了光纤光栅电压测量系统,分析了测量原理并建立了测量系统输出模型,基于COMSOL建立了光纤光栅电压传感器胶结层应变传递模型,研究了胶结层长度、厚度及宽度对胶结层应变传递系数的影响。提出了光纤光栅电压测量系统灵敏度提升方法,并开展了测量系统性能测试。（4）基于绝缘扣件电压测量方法提出了地铁绝缘破损定位方案,搭建了绝缘破损定位系统实验平台,设计了用于数据采集、储存及绝缘破损点位置分析的上位机软件,实现了绝缘扣件破损点定位。该论文有图64幅,表23个,参考文献94篇

关键词：杂散电流绝缘破损绝缘扣件光纤光栅电压传感器

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