[發(fā)明專利]基于CDEGS的城市軌道交通雜散電流的仿真計(jì)算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010142668.5
• 申請日: 2020-03-04
• 公開（公告）號: CN111324966B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林圣;吳鑒舟;王愛民;李俊逸;張海強(qiáng);何正友
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/15
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責(zé)任公司 51200
• 代理人: 卓仲陽

1.基于CDEGS的城市軌道交通雜散電流的仿真計(jì)算方法，其特征在于，步驟包括：

步驟A：根據(jù)軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙、施工圖紙和運(yùn)行檢修試驗(yàn)獲取城市軌道交通系統(tǒng)的基本參數(shù)，具體包括：城市軌道交通線路的長度、接觸線的單位長度電阻、軌道系統(tǒng)參數(shù)、排流系統(tǒng)參數(shù)、機(jī)車系統(tǒng)參數(shù)、牽引變電站參數(shù)、土壤的電阻率和混泥土的電阻率；

所述軌道系統(tǒng)參數(shù)包括鋼軌的橫截面積、鋼軌的單位長度電阻、鋼軌間距、鋼軌對地的過渡電阻、均流線的單位長度電阻、相鄰兩根均流線之間的距離；

所述排流系統(tǒng)參數(shù)包括排流網(wǎng)導(dǎo)體的半徑、排流網(wǎng)導(dǎo)體的縱向電阻率、排流網(wǎng)導(dǎo)體的數(shù)量；

所述機(jī)車系統(tǒng)參數(shù)包括機(jī)車的數(shù)量、每輛機(jī)車的位置和每輛機(jī)車的牽引電流量；

所述牽引變電站參數(shù)包括牽引變電站位置、牽引變電站的等效電阻值；

步驟B：在CDEGS軟件中搭建城市軌道交通泄漏電流的仿真模型：

B1：利用CDEGS軟件中MALZ模塊中的土壤模塊將土壤設(shè)置為上、下雙層土壤，并定義上層土壤的上界面為地面；設(shè)置上層土壤的厚度為0.6m、上層土壤的電阻率為步驟A獲得的混泥土的電阻率；上層土壤下方均為下層土壤，下層土壤的電阻率為步驟A獲得的土壤的電阻率；

B2：利用CDEGS軟件中MALZ模塊中的SesCAD在上層土壤的地面下0.1米處繪制L米的圓形導(dǎo)線等效城市軌道交通的接觸網(wǎng)系統(tǒng)，將該導(dǎo)線定義為接觸線導(dǎo)線，并在導(dǎo)線外層設(shè)置完全絕緣的涂層；將接觸線導(dǎo)線的長度L設(shè)置為步驟A獲得的城市軌道交通線路的長度；將接觸線導(dǎo)線的單位長度電阻設(shè)置為步驟A獲得的接觸線的單位長度電阻；

B3：利用CDEGS軟件中MALZ模塊中的SesCAD工具在上層土壤的地面下0.05米處繪制兩根L米且分別與接觸線導(dǎo)線平行的圓形導(dǎo)線等效城市軌道交通的鋼軌，將該導(dǎo)線定義為鋼軌導(dǎo)線，并在導(dǎo)線外層設(shè)置厚度為0.01米的涂層；設(shè)置兩根鋼軌導(dǎo)線和接觸線導(dǎo)線間的距離相同；將兩根鋼軌導(dǎo)線間的距離設(shè)置為步驟A獲得的鋼軌間距，將每根鋼軌導(dǎo)線等分m段；將鋼軌導(dǎo)線的單位長度電阻設(shè)置為步驟A獲得的鋼軌的單位長度電阻；將鋼軌導(dǎo)線的半徑設(shè)置為r_T，且其中S為步驟A獲得的鋼軌的橫截面積；將鋼軌導(dǎo)線金屬涂層的電阻率設(shè)置為ρ_t，且其中R為步驟A獲得的鋼軌對地的過渡電阻，h為鋼軌導(dǎo)線涂層的厚度；

B4：利用CDEGS軟件中MALZ模塊中的SesCAD工具在B3的兩根平行鋼軌導(dǎo)線間等間距地繪制W米的圓形導(dǎo)線等效城市軌道交通的均流線，將該導(dǎo)線定義為均流線導(dǎo)線，并在導(dǎo)線外層設(shè)置完全絕緣的涂層；將每根均流線導(dǎo)線的長度W設(shè)置為步驟A獲得的鋼軌間距；將每根均流線導(dǎo)線的單位長度電阻設(shè)置為步驟A獲得的均流線的單位長度電阻；將相鄰兩根均流線導(dǎo)線間的間距設(shè)置為步驟A獲得的相鄰兩根均流線之間的距離；

B5：利用CDEGS軟件中MALZ模塊中的SesCAD工具在上層土壤的地面下0.35米處平面內(nèi)繪制三根L米且分別與鋼軌導(dǎo)線平行的圓形導(dǎo)線等效城市軌道交通的排流網(wǎng)，將該導(dǎo)線定義為排流網(wǎng)導(dǎo)線；設(shè)置每兩根排流網(wǎng)導(dǎo)線間相距0.3m，且中間的排流網(wǎng)導(dǎo)體在鋼軌導(dǎo)線的正下方；將每根排流網(wǎng)導(dǎo)線的半徑設(shè)置為r_c米，且r_c＝nr_p/6，其中n、r_p分別為步驟A獲得的排流網(wǎng)導(dǎo)體的數(shù)量和半徑；將每根排流網(wǎng)導(dǎo)線的單位長度電阻設(shè)置為R_c，且其中ρ_p為步驟A獲得的排流網(wǎng)導(dǎo)體的縱向電阻率；

B6：利用CDEGS軟件中MALZ模塊中的系統(tǒng)模塊在每輛機(jī)車所在位置的接觸線導(dǎo)線設(shè)置一個電流激勵，并將該電流激勵的大小設(shè)置為步驟A獲得的機(jī)車牽引電流量；同時，在每輛機(jī)車所在位置的兩根鋼軌導(dǎo)線分別設(shè)置一個電流激勵，并將這兩個電流激勵的大小均設(shè)置為步驟A獲得的機(jī)車牽引電流量的一半；

B7：利用CDEGS軟件中MALZ模塊中的SesCAD工具在每個牽引變電站的位置處繪制兩根長度為l_q米且分別連接兩根鋼軌導(dǎo)線和接觸線導(dǎo)線的圓形導(dǎo)線，將該導(dǎo)線定義為牽引變電站導(dǎo)線，并在導(dǎo)線外層設(shè)置完全絕緣的涂層；設(shè)置兩根牽引變電站導(dǎo)線位于垂直于鋼軌導(dǎo)線的同一平面上，且在接觸線導(dǎo)線上的連接點(diǎn)相同；設(shè)置每根牽引變電站導(dǎo)線長度l_q為其中d為鋼軌間距；將每根牽引變電站導(dǎo)線的單位長度電阻設(shè)置R_q，且R_q＝2R_s/l_q，其中R_s為步驟A中獲得的車站牽引變電站的等效電阻值；

步驟C：雜散電流的仿真計(jì)算：

運(yùn)行步驟B搭建的城市軌道交通泄漏電流的仿真模型，分別獲取兩根鋼軌每段的泄漏電流I_1i、I_2i，其中i＝1，2，…，m，計(jì)算第i分段點(diǎn)的雜散電流I_SC,i：

I_SC,i＝|I₁₁+I₂₁+I₁₂+I₂₂+…+I_1i+I_2i| (1)。