直流牵引供电系统杂散电流分布的研究

摘要

我国的城轨牵引供电系统大多采用直流1500V或者直流750V供电制式,利用走行轨回流,回流的过程中会产生大量杂散电流腐蚀沿线的结构钢筋,严重时可能造成沿线煤气管道泄漏、水管穿孔,威胁人身安全。因此有必要研究如何更加准确的计算杂散电流、走行轨电位等量,以便对杂散电流的泄漏程度、结构钢筋极化电位的大小等进行预测及分析,防忠于未然。
　　 本文首先运用微元法及叠加原理建立了基于多注入源的杂散电流等量计算模型,其中包括:“走行轨-大地”(两层)地网结构下、“走行轨-埋地金属-大地”(三层)地网结构下及“走行轨-排流网-埋地金属-大地”(四层)地网结构下的多注入源杂散电流等量计算模型,然后根据推导的计算模型,运用Matlab搭建了对应的仿真模型。为了分析排流网防护效果,在考虑预埋排流网的四层多注入源模型中,将仿真模型分为排流网不排流以及远期投入排流柜两种情况。
　　 本文利用多机车多牵引变电所杂散电流等量的仿真模型输入各注入源电流及地网参数进行了大量的仿真,研究了基于多注入源的杂散电流分布规律,分析了各相关参数改变时对全线杂散电流等量的影响,同时验证了模型的正确性,对全线杂散电流等量的主要影响因素及范围进行了总结。
　　 本文还对某实际地铁线路新建及运行初期走行轨泄漏电阻符合规范限值时的杂散电流等量进行计算,并预测了运行远期该线路某段走行轨绝缘水平严重降低时,沿线杂散电流的泄漏程度及走行轨电位、埋地金属电位的分布情况。
　　 文章的最后利用Matlab GUI,编制走行轨电位及杂散电流的计算软件,为杂散电流、走行轨电位等量的计算提供可视化界面。