低气压环境电气化铁路弓网电弧放电特性研究

摘要

随着列车运行速度的不断提升,弓网电弧发生频率增加,严重威胁列车安全稳定受流。某高原铁路沿线海拔高、气压低,空气分子自由程增大、电子动能增加、击穿电压降低,导致弓网电弧放电特性改变。为进一步研究低气压环境电气化铁路弓网电弧放电特性,基于磁流体动力学理论(MHD)建立低气压环境电气化铁路弓网电弧放电的仿真模型,研究了气压对弓网电弧电压、温度和电流密度的影响,并通过实验进行验证。研究发现:在铜棒作阳极、纯碳滑板作阴极的情况下,随着气压的降低,弓网电弧电压、温度逐渐降低,电流密度逐渐减小;弓网电弧最高温度位于弓网电弧的两极区域,且阳极区温度高于阴极区,弧柱区温度最低;弓网电弧维持能力随气压的降低而增强,即低气压环境弓网电弧拉断更困难,将造成更严重的危害,在高原铁路的建设和运营中应更加予以注意。