城市軌道交通雜散電流分布特性及仿真研究.pdf

1、城市軌道交通大多采用直流系統(tǒng)供電，鋼軌兼作為回流軌，由于鋼軌不可能完全絕緣于道床結構，必然會向道床、區(qū)間隧道及橋梁等結構泄漏電流，產生直流雜散電流。直流電具有很強的電化學腐蝕特性，會對系統(tǒng)的金屬結構和埋地金屬管道等造成腐蝕，這種腐蝕具有長期、隱蔽和突發(fā)的特點，一旦產生事故將會非常嚴重，必須給予足夠的重視。隨著城市軌道交通的大力發(fā)展，雜散電流危害突顯，針對軌地過渡電阻不均勻、多區(qū)間多機車、軌地絕緣、導體參數(shù)等，研究雜散電流的分布，可為城市

2、軌道交通中雜散電流防護及監(jiān)測的設計提供理論依據(jù)，對實際工程中雜散電流的減少具有重要意義。
　　本文介紹了牽引供電系統(tǒng)、牽引負荷、腐蝕機理和收集系統(tǒng)，為了分析不同結構下回流系統(tǒng)的雜散電流分布，建立了多種不同結構的模型，詳細推導了解析公式，修補了計算式普遍存在的不足之處，給出了雙邊供電的計算方法，發(fā)現(xiàn)雙邊供電的雜散電流和鋼軌電位明顯少于單邊供電，且考慮牽引變電所和機車位置存在對地電阻時，雜散電流分布不再理想。利用推導出的基本公式，給出

3、了當區(qū)間過渡電阻為分段且為固定值時的雜散電流計算方法，分析了在固定位置每段具有不同軌地過渡電阻以及固定每段過渡電阻值和突變段長度而改變位置兩種情況下的雜散電流分布，結果表明過渡電阻的突變減小必然會增大雜散電流。采用CDEGS的MALZ模塊，建立了與前面計算模型相對應的導體結構仿真模型，并將仿真結果與計算結果進行了比較。同時，針對單區(qū)間雙機車和雙區(qū)間雙機車的情況，對雜散電流進行了仿真研究。結果表明:CDEGS仿真結果與計算值有相同的分布規(guī)

4、律;在結構比較簡單時，吻合度很高，但對于復雜的三層導體結構，結構鋼筋與排流網的結果都相差很大，這是因為置于相同混凝土結構中的結構鋼筋電阻比排流網小很多;區(qū)間過渡電阻分布不均勻時的仿真結果與計算基本吻合，根據(jù)仿真結果計算出的過渡電阻與設定值基本重合;針對多區(qū)間或多機車情況進行仿真，發(fā)現(xiàn)在變電所、機車這些位置存在一個等效電阻。針對一些影響雜散電流的因素，通過改變模型的參數(shù)或空間導體布置仿真分析雜散電流，仿真發(fā)現(xiàn)鋼軌涂層電阻率是影響過渡電阻的