高铁站内机械绝缘节电场分布建模与仿真研究 被引量：1

1

作者 李军丽 张友鹏 +1 位作者 赵斌 丁彦龙 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期144-154,共11页

明确高铁站内机械绝缘节在运行工况下的电场分布特性是解决绝缘失效问题的关键.基于静电场有限元法,考虑绝缘节厚度、材质和供电方式等工况,分别计算完好绝缘节在稳态电压和暂态过电压作用下的电场分布,并分析不同工况对绝缘节电场分布... 明确高铁站内机械绝缘节在运行工况下的电场分布特性是解决绝缘失效问题的关键.基于静电场有限元法,考虑绝缘节厚度、材质和供电方式等工况,分别计算完好绝缘节在稳态电压和暂态过电压作用下的电场分布,并分析不同工况对绝缘节电场分布的影响.分析绝缘节可能存在的缺陷,研究气泡、气隙和碳化等缺陷对绝缘节电场分布的影响.结果表明,绝缘节整体电场分布不均匀.在暂态过电压条件下,绝缘节顶部表面可能会出现局部放电现象.绝缘节的厚度以及供电方式都会对电场分布产生影响,其中直接供电方式相较于AT供电方式的影响更为显著.气泡对电场分布的影响程度与其位置有关,气泡周围易发生空气击穿造成局部放电.碳化显著影响绝缘节的电场分布,随着碳化深度的增加,绝缘节局部电场强度的最大值会发生变化.特别是当碳化发生在顶部区域时,其对绝缘节电场强度的影响较之腰部和底部区域更为显著. 展开更多

关键词 机械绝缘节 静电场 有限元法 缺陷 电场

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电场分析类型及温度对绝缘节电场分布的影响

2

作者 李军丽 张友鹏 +1 位作者 丁彦龙 赵斌 《湖南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第10期180-192,共13页

为提高有限元法计算绝缘节电场的准确性和明确温度对绝缘节电场分布的影响,以完好、存在不同类型缺陷的绝缘节为研究对象,研究电场分析类型对有限元法计算的绝缘节电场分布的影响和绝缘节瞬态电场分布,研究了温度对绝缘节电场分布以及... 为提高有限元法计算绝缘节电场的准确性和明确温度对绝缘节电场分布的影响,以完好、存在不同类型缺陷的绝缘节为研究对象,研究电场分析类型对有限元法计算的绝缘节电场分布的影响和绝缘节瞬态电场分布,研究了温度对绝缘节电场分布以及最大电场强度的影响.结果表明,除存在气隙缺陷的绝缘节稳态电场宜采用静电场计算外,其他场景下的绝缘节稳态电场分布应采用电准静态场进行计算.绝缘节在暂态过电压作用下的电场计算应使用电准静态场,且其电场为时变场.考虑温度影响时的绝缘节电场应采用电准静态场.在不同场景下,绝缘节电场分布随温度的升高逐渐趋于均匀,且在温度高于70℃时,电场分布不再随温度的变化而变化.气隙处电场强度突变量随温度的升高逐渐增大,高于70℃后突变量基本保持不变. 展开更多

关键词 绝缘节 电场分布 有限元法 电准静态场 静电场 温度

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高铁站内机械绝缘节烧损碳化与钢轨表面温升研究 被引量：5

3

作者 张友鹏 郑泽荣 +1 位作者 李军丽 赵斌 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期155-163,共9页

电弧高温是机械绝缘节(简称“绝缘节”)烧损碳化导致其无法满足轨道电路绝缘要求的主要原因。基于磁流体动力学理论,考虑电磁场、热场、流场以及电弧物性参数的影响,在COMSOL软件中建立绝缘节电弧的多物理场耦合模型;通过仿真求解不同... 电弧高温是机械绝缘节(简称“绝缘节”)烧损碳化导致其无法满足轨道电路绝缘要求的主要原因。基于磁流体动力学理论,考虑电磁场、热场、流场以及电弧物性参数的影响,在COMSOL软件中建立绝缘节电弧的多物理场耦合模型;通过仿真求解不同电弧作用次数、电弧电流以及电弧移动速度下的电弧温度分布,分析绝缘节碳化规律与钢轨温升规律。结果表明:在较低电弧电流下,随着电弧作用次数的增加,绝缘节温度升高、碳化程度加剧,钢轨表面温升则不明显,绝缘节在电弧作用1~2次时未出现碳化,作用3次时出现碳化且碳化率为15.2%,作用6次时碳化率升至69.4%,而钢轨表面温度在电弧作用6次时仅升高142.2 K;电弧电流越大,绝缘节发生碳化的程度也越高,钢轨表面温度也随之升高,绝缘节在电弧电流为40~60 A时未出现碳化,80 A时出现碳化且碳化率为33.5%,电弧电流大于等于120 A时碳化率升至100%,而钢轨表面温度在电弧电流由40 A增至180 A时升高440.8 K;电弧移动速度越快,电弧对绝缘节和钢轨的传热影响越小,越有利于降低绝缘节的碳化,电弧移动速度从10 m·s^(-1)增至20 m·s^(-1)时,绝缘节碳化率降低16.7%,钢轨表面温度降低116 K。 展开更多

关键词 绝缘节电弧 温度场 磁流体动力学 COMSOL Multiphysics

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屏蔽门接轨保护及绝缘保护必要性分析 被引量：15

4

作者 孙增田 程强 李华 《城市轨道交通研究》 2006年第7期44-45,共2页

针对地铁车站站台屏蔽门系统接轨及绝缘方面有争议的几个问题,从原理、安全性进行了分析。认为屏蔽门系统应与车站建筑结构间绝缘安装,等电位连接后应接走行轨;屏蔽门门槛的站台侧900 mm范围内应敷设有绝缘层。

关键词 地铁车站 屏蔽门 绝缘保护

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高速铁路站内绝缘节处轮轨接触阻抗研究 被引量：2

5

作者 王晓明 尚文斌 +1 位作者 董昱 尚文卿 《铁道标准设计》 北大核心 2018年第6期151-155,共5页

在分析切断点绝缘节处产生电弧放电原因的过程中,轮对经过绝缘节时形成的接触电阻对整个牵引回路具有很大的影响。接触电阻大小在短时间内大幅度的变化是形成电流突变的一个先决条件。因此,分析计算接触电阻的大小及其变化对研究切断点... 在分析切断点绝缘节处产生电弧放电原因的过程中,轮对经过绝缘节时形成的接触电阻对整个牵引回路具有很大的影响。接触电阻大小在短时间内大幅度的变化是形成电流突变的一个先决条件。因此,分析计算接触电阻的大小及其变化对研究切断点绝缘节处钢轨及绝缘节的烧损是必不可少的。目前,国内外在研究绝缘节处产生电弧放电的过程中,多采用实际测量的方式。而我国高铁迅速发展的情况下,这种方法加大了成本和工作量。提出将电接触理论运用到绝缘节处轮轨接触阻抗的计算过程中,建立相应的Mayr电弧模型,并通过相应案例分析来验证。分析显示:轮轨间的污染膜层对接触电阻大小的影响巨大,研究对绝缘节处电弧形成原因的理论分析具有重要意义。 展开更多

关键词 电接触理论 污染膜层 动态接触电阻 Mayr电弧模型

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基于行波法的轨地绝缘分析与定位方法研究 被引量：1

6

作者 钱辉 张栋梁 《城市轨道交通研究》 北大核心 2013年第7期88-91,共4页

在传统直流牵引回流系统分布模型的基础上加入电感和对地电容,重新建立了分布模型。在新模型下,分析行波在钢轨中的传播特性,根据行波定位原理,提出利用C型行波法对轨地绝缘局部损坏进行定位的方法。运用对比法确定故障特征波,消除了均... 在传统直流牵引回流系统分布模型的基础上加入电感和对地电容,重新建立了分布模型。在新模型下,分析行波在钢轨中的传播特性,根据行波定位原理,提出利用C型行波法对轨地绝缘局部损坏进行定位的方法。运用对比法确定故障特征波,消除了均流电缆和回流电缆反射波的影响。最后通过ATP仿真及MATLAB数据处理,证明了C型行波法定位的可行性。 展开更多

关键词 城市轨道交通 轨道绝缘 C型行波法 故障定位

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直流牵引供电系统新型钢轨回流方案及钢轨绝缘检测方法 被引量：6

7

作者 王沛沛 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第3期72-77,共6页

直流牵引供电系统的走行轨兼作回流轨时,因钢轨对地不能完全绝缘,从而产生杂散电流。以钢轨绝缘为研究目标,通过详细分析国内外杂散电流防护中的各项要求,以及现阶段钢轨绝缘水平和测试方法,提出了一种新型的钢轨回流方案和钢轨绝缘检... 直流牵引供电系统的走行轨兼作回流轨时,因钢轨对地不能完全绝缘,从而产生杂散电流。以钢轨绝缘为研究目标,通过详细分析国内外杂散电流防护中的各项要求,以及现阶段钢轨绝缘水平和测试方法,提出了一种新型的钢轨回流方案和钢轨绝缘检测方法。该方案和方法可便捷、准确地测量钢轨的绝缘水平,指导杂散电流防护工作的实施,可应用于城市轨道交通新建线路或既有线路供电系统改造项目中。 展开更多

关键词 城市轨道交通 直流牵引供电系统 杂散电流 钢轨回流方案 钢轨绝缘检测

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城市轨道交通钢轨扣件对地绝缘组成及影响因素研究 被引量：5

8

作者 徐超 李鲲鹏 +3 位作者 曹晓斌 李瑞芳 孙晓东 陈力生 《城市轨道交通研究》 北大核心 2019年第6期129-132,137,共5页

轨地过渡电阻降低是城市轨道交通系统中杂散电流产生的重要原因。建立了钢轨扣件整体仿真模型,分析了扣件组表面电阻的组成及分布,利用Ansoft软件仿真研究了不同污层电导率下的表面电阻值,以及厚度和污秽分布情况对扣件表面电阻的影响... 轨地过渡电阻降低是城市轨道交通系统中杂散电流产生的重要原因。建立了钢轨扣件整体仿真模型,分析了扣件组表面电阻的组成及分布,利用Ansoft软件仿真研究了不同污层电导率下的表面电阻值,以及厚度和污秽分布情况对扣件表面电阻的影响。研究成果揭示了轨地绝缘性能下降的主要原因:表面电阻与污层电导率呈线性关系,一般污秽情况下扣件表面电阻远小于体电阻;随着污秽层厚度的增加,表面电阻值呈非线性下降趋势;随着运行年限的增加,污秽进入扣件组器件的夹缝中,表面电阻值会降低。 展开更多

关键词 城市轨道交通 钢轨扣件 杂散电流 对地绝缘

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高速铁路轮轨电弧烧损绝缘节的研究 被引量：3

9

作者 苏鹏飞 谭丽 温润 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期36-41,共6页

高速列车经过站内牵引回流切断点时,牵引回流电流会短暂断开,此时在轮轨处会形成拉弧,电弧高温会使胶粘绝缘节碳化,导致其无法满足轨道电路绝缘的要求。为此基于Hertz接触理论及电接触理论,分析轮轨接触斑点上电压分布情况,并求解得到... 高速列车经过站内牵引回流切断点时,牵引回流电流会短暂断开,此时在轮轨处会形成拉弧,电弧高温会使胶粘绝缘节碳化,导致其无法满足轨道电路绝缘的要求。为此基于Hertz接触理论及电接触理论,分析轮轨接触斑点上电压分布情况,并求解得到相应电压等级的电弧温度分布,分析绝缘节的碳化规律。结果表明,当轮轨电压达到20V时,电弧中心温度为97 K,说明20 V时不产生电弧,绝缘节此时并未发生碳化;当轮轨电压达到80.77 V时,绝缘节温度为1.369×10^(3)K,绝缘节碳化率达到100%。 展开更多

关键词 电弧 胶粘绝缘节 相变 碳化

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基于ANSYS的荷载工况对轮轨接触阻抗的影响 被引量：3

10

作者 苏鹏飞 谭丽 温润 《重庆大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期122-129,共8页

高速铁路站内绝缘节烧损事故时有发生,轮轨接触电阻是引起轮轨电弧造成绝缘节烧损的重要指标,因此准确计算接触电阻是分析绝缘节烧损问题的重要基础,接触电阻的大小主要取决于轮轨接触斑点的面积。对此,通过有限元分析软件ANSYS计算不... 高速铁路站内绝缘节烧损事故时有发生,轮轨接触电阻是引起轮轨电弧造成绝缘节烧损的重要指标,因此准确计算接触电阻是分析绝缘节烧损问题的重要基础,接触电阻的大小主要取决于轮轨接触斑点的面积。对此,通过有限元分析软件ANSYS计算不同荷载工况下轮轨接触面积,分析列车轴重和偏移量对接触电阻的影响规律。结果表明,轴重从9 t增加到27 t时,轮轨接触电阻减小近36.2%;横移量增大10 mm时,轮轨接触电阻减小18.9%。轮轨接触电阻的变化随着轴重和轮轨横移量的增加呈现相同变化趋势。 展开更多

关键词 有限元法 荷载工况 接触面积 接触电阻

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警冲标与轨道绝缘对线路有效长的影响

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作者 吴庆杰 《铁道运输与经济》 北大核心 1991年第10期39-39,共1页

货物列车到发线有效长最常见的控制因素是出站信号机和警冲标。在有轨道电路的车站，出站信号机原则上与轨道绝缘位于同一坐标处，警冲标距轨道绝缘一般取3.5m。如图1。

关键词 警冲标 轨道 绝缘 线路 有效长

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