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地铁杂散电流的防护方案研究与设计
| 论文题名： | 地铁杂散电流的防护方案研究与设计 |
| 关键词： | 城市地铁;地铁供电;泄漏电流;排流网设计 |
| 摘要： | 在城市地铁轨道交通运输系统中，一般采用直流电力牵引的供电方式，接触网(或第三轨)为正极，走行轨兼作负回流线。由于运营环境及其它因素的限制，走行轨对地设施不可能做到完全绝缘，因此回流轨对道床、周围土壤介质、地下建筑物、埋设管线存在着一定的泄漏电流，该电流沿地下建筑物、埋地管线等介质流至牵引变电所负回馈点附近重新归入钢轨，此泄漏电流即为“地铁杂散电流”，俗称“地铁迷流”。地铁杂散电流主要是对地铁周围的埋地金属管道、电缆金属铠装外皮以及车站和区间隧道主体结构中的钢筋发生电化学腐蚀，它不仅能缩短金属管线的使用寿命，而且还会降低地铁钢筋混凝土主体结构的强度和耐久性，甚至酿成灾难性的事故。对于新建地铁工程，可采取有效防护措施，使回流轨对地绝缘完好，不产生杂散电流或仅产生微小的杂散电流这些是容易做到的。但随着运行时间的推移，回流轨与绝缘扣件之间绝缘程度降低，就会产生大量泄漏电流。因此，工程建设前期应当考虑设置合理有效的排流网，采用合理的排流方法降低杂散电流的影响。排流网即为地铁结构的整体道床以及隧道的结构钢筋。为保护金属导体而采取的直接将排流网导体与轨道短接来排放电流到负母线，称之为“排流”。实际运行显示排流量的大小对地铁系统有着直接的影响，因此工程上采用的排流法是在牵引变电所回流点处将走行轨与负母线之间加设排流装置，排流量控制在一定范围内，使得杂散电流尽可能完全流回牵引变电所负极。 本文分析了国内外杂散电流防护和监测的现状；阐述了杂散电流的腐蚀机理；建立了杂散电流分布的数学模型，提出了求解方法，并分析排流与否对杂散电流防护效果的影响；与此同时总结了地铁杂散电流监测系统中，监测点位置选取的问题以及监测系统的拓扑结构；在此基础上本文提出了模糊控制算法运用于杂散电流排流量的控制，运用MATLAB模糊工具箱进行分析，并编制了杂散电流排流量计算程序。该模糊控制算法能够综合判断某一供电区段内各个监测点极化电位信息，并通过计算程序计算得出合理的排流量。本文中将模糊控制算法运用于排流量的控制，为杂散电流的防护提供了一种思路和方法，同时排流量计算程序对监测系统进行进一步的功能扩展和优化设计打下了一定的基础。 |
| 作者： | 吕伟杰 |
| 专业： | 高电压与绝缘技术 |
| 导师： | 王富荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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