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京沪高铁电弧灼伤钢轨和绝缘节问题的研究
| 论文题名： | 京沪高铁电弧灼伤钢轨和绝缘节问题的研究 |
| 关键词： | 高速铁路;电弧烧损钢轨;绝缘节;仿真模型 |
| 摘要： | 京沪高速铁路沿线站场存在电弧灼烧钢轨及胶结绝缘节的问题，不仅使钢轨的寿命降低，而且会影响列车运行的安全性。现场测试了电弧灼烧较严重的沧州西站，对电弧烧损钢轨及绝缘节的机理进行研究，围绕绝缘节两端电位差和动车组泄放电流，探讨了单端回流条件下的两种抑制电弧强度的可行性方案;同时提出利用电抗器连通切断点，实现双向回流条件下抑制电弧的优化方案，最后对ZPW-2000A站内一体轨道电路在双向回流时能否保证断轨检查进行了论证。本文可以为京沪高速铁路其他站场的后续改造提供技术和理论支持，论文主要工作和成果如下: (1)绝缘节两端电位差是引起和维持电弧燃烧的必要条件，当轮对与钢轨建立电流连接被切断时就可能出现电弧，切断的电流越大，维持电压越高，则电弧烧损绝缘节和钢轨的程度越强;研究发现:当动车动车组侧线股道发车经过绝缘节时，如果绝缘节电压U≤20V，不会出现明显电弧，可以有效的改善电弧灼烧钢轨及绝缘节。 (2)单端回流条件下，通过CRH380AL和CRH380BL过切断点对比分析，提出改造动车组的接地方式的建议，动车组的运行接地设计成全分散接地可以有效的改善电弧。提出把切断点设置在动车经过切断点时牵引电流较小的区域，即把切断点设置到接车进路侧时可以有效的减弱电弧的烧损程度。 (3)利用Simulink建立了沧州西站的站场仿真模型，仿真得到切断点处绝缘节两端电位差。同时利用该模型仿真计算了钢轨对地漏泄电阻对绝缘节电位差的影响，对地漏泄电阻越大，则绝缘节电位差越高，电弧强度相对就更高，高铁站内有较高的对地漏泄电阻，而既有线漏泄电阻相对较小，这也是高铁站内出现明显电弧烧损钢轨和绝缘节的主要原因。仿真通过电抗器连通切断点实现双向回流的方案，计算得到电抗器的电感值低于550μH时，绝缘节两端不会出现明显电弧。 (4)基于ZPW-2000A型站内一体化轨道电路的断轨检查需要，论证了双向回流方案的可行性。在按照最不利条件下，即不考虑外部迂回回路阻抗时，通过在切断点连通187μH的空心电抗器可以实现断轨检查;该电抗器的电感值小于550μH，可以有效的抑制电弧灼烧钢轨及绝缘节。双向回流方案不仅解决了轨道电路断轨检查，有效的抑制电弧，而且还使牵引电流多了一条冗余通道，减少了出现其他故障的可能性。 |
| 作者： | 刘志明 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 王毅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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