原文传递
土壤温度与孔隙度对城市轨道交通杂散电流分布特性影响的研究
| 论文题名： | 土壤温度与孔隙度对城市轨道交通杂散电流分布特性影响的研究 |
| 关键词： | 城市轨道交通;杂散电流;土壤温度;土壤孔隙度;分布特性 |
| 摘要： | 城市轨道交通因具备“方便、快捷、舒适和安全”等优势，已成为许多大中型城市的重要交通方式。但是，城市轨道交通带来便利的同时，它产生的杂散电流也会对系统的正常运行和检修人员的安全带来巨大安全隐患。本文针对目前研究中存在的问题，采用实验与仿真相结合的方法，在获得不同土壤温度和孔隙度对杂散电流影响规律的基础上，建立了可对杂散电流直流干扰范围进行仿真预测的评估模型。本文主要工作如下： (1)基于传统电阻分布网络建立了杂散电流分布模型，根据不同土壤电阻率求解得到了土壤中杂散电流的解析式。搭建了杂散电流实验测试平台，并分别将单、双边供电方式下的走行轨—大地、走行轨—排流网—大地两种结构的实验结果与解析结果进行对比，验证了实验测试方案的可行性和正确性。 (2)开展了多组-15~70℃范围内土壤温度对杂散电流影响的实验测试，并与COMSOL软件的仿真计算结果进行对比分析。结果表明：在单边供电方式相同土质条件下的走行轨—大地结构，杂散电流随温度的升高呈先增大后下降的趋势；在相同的温度下，壤土中杂散电流值最大，砂土次之，砂石土最小。而不同土壤温度杂散电流直流干扰范围与土壤中杂散电流的变化趋势呈逆相关，即杂散电流直流干扰范围随着土壤中杂散电流的增大而减小。 (3)进行了不同孔隙度下单层和多层土壤样本组合的杂散电流实验测试与COMSOL仿真，并将实验测试结果和仿真结果进行了对比分析。结果表明：单层土壤实验中，在相同孔隙度下，壤土中杂散电流值最大，砂土次之，砂石土最小；对于相同的土质，杂散电流随着土壤孔隙度的减小而增大；在加入不同尺寸石子的情况下，杂散电流的大小随加入石子尺寸的增大而减小。多层土壤实验中，在温度、含水量等条件相同的情况下，杂散电流的大小主要决定于上层土壤的土质及孔隙度，并随着上层土壤孔隙度的减小有明显增大趋势，但随着下层土壤孔隙度的减小呈缓慢增大趋势。不同土壤孔隙度杂散电流直流干扰范围与土壤中杂散电流的变化趋势呈逆相关。 |
| 作者： | 李文飞 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 李亚宁;张永忠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
检索历史
应用推荐
