[發(fā)明專利]對(duì)鋼軌回流進(jìn)行雜散電流和軌道電位特性分析的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011046769.9
• 申請(qǐng)日: 2020-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN112364476B
• 公開（公告）日: 2023-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鋼;劉志剛;陳杰;邱瑞昌;牟富強(qiáng);漆良波;王運(yùn)達(dá);呂海臣;魏路;路亮;孫星亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué);北京千駟馭電氣有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06F17/13;G06F17/14
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發(fā)明提供了一種對(duì)鋼軌回流進(jìn)行雜散電流和軌道電位特性分析的方法。根據(jù)列車的線路參數(shù)、列車參數(shù)及列車牽引策略進(jìn)行牽引計(jì)算，計(jì)算出列車的運(yùn)行狀態(tài)信息；根據(jù)列車的線路參數(shù)和所述列車的運(yùn)行狀態(tài)信息，采用牛頓?拉夫遜迭代算法計(jì)算出初始化仿真時(shí)間下的線路正網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的潮流信息，該潮流信息包括線路正網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電流信息，對(duì)鋼軌回流系統(tǒng)建立微分方程的仿真模型，將列車的運(yùn)行狀態(tài)信息和線路正網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的潮流信息作為仿真模型的邊界條件，對(duì)仿真模型進(jìn)行求解，得到鋼軌回流的雜散電流及軌道電位。本發(fā)明可以有效地分析出鋼軌回流的雜散電流和軌道電位特性，對(duì)城市軌道交通線路鋼軌過(guò)電位的預(yù)測(cè)具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通安全控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種對(duì)鋼軌回流進(jìn)行雜散電流和軌道電位特性分析的方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外城市軌道交通線路絕大多數(shù)采用直流牽引供電系統(tǒng)，存在走行鋼軌回流。為避免鋼軌中的回流流入大地形成雜散電流造成腐蝕危害，走行鋼軌一般通過(guò)絕緣墊、道床等與大地絕緣。但實(shí)際上走行鋼軌與大地之間不可能做到完全絕緣，且走行鋼軌本身具有一定的電阻率，因此走行鋼軌中的電流難免會(huì)有一部分流入大地并形成對(duì)地電位，給牽引所及列車附近的維護(hù)人員和乘客帶來(lái)了安全隱患。軌道電壓的防護(hù)通常采用加裝OVPD(Over?Voltage?Protection?Device,鋼軌電位限制裝置)進(jìn)行接地性保護(hù)的方式，但在實(shí)際運(yùn)行中，城市軌道交通線路經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)軌道電壓過(guò)高而導(dǎo)致OVPD頻繁動(dòng)作甚至長(zhǎng)期閉鎖的問(wèn)題，這使得動(dòng)作處軌道與地短接，帶來(lái)大量的雜散電流泄露，給城市軌道交通安全運(yùn)營(yíng)及維護(hù)帶了極大的困擾，因此，對(duì)鋼軌回流進(jìn)行雜散電流和軌道電位等分布特性的研究十分必要。

目前，現(xiàn)有技術(shù)中還沒(méi)有一種有效地對(duì)鋼軌回流進(jìn)行雜散電流和軌道電位特性分析的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種對(duì)鋼軌回流進(jìn)行雜散電流和軌道電位特性分析的方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案。

一種對(duì)鋼軌回流進(jìn)行雜散電流和軌道電位特性分析的方法，包括：

根據(jù)列車的線路參數(shù)、列車參數(shù)及列車牽引策略進(jìn)行牽引計(jì)算，計(jì)算出列車的運(yùn)行狀態(tài)信息；

根據(jù)所述列車的線路參數(shù)和所述列車的運(yùn)行狀態(tài)信息，采用牛頓-拉夫遜迭代算法計(jì)算出初始化仿真時(shí)間下的線路正網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的潮流信息，該潮流信息包括線路正網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的電流信息；

計(jì)算出各位置鋼軌考慮趨膚效應(yīng)影響后的等效電阻，利用各位置鋼軌考慮趨膚效應(yīng)影響后的等效電阻對(duì)鋼軌回流系統(tǒng)建立微分方程的仿真模型，將所述列車的運(yùn)行狀態(tài)信息和所述線路正網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的潮流信息作為所述仿真模型的邊界條件，對(duì)所述仿真模型進(jìn)行求解，得到鋼軌回流的雜散電流及軌道電位。

優(yōu)選地，所述的根據(jù)列車的線路參數(shù)、列車參數(shù)及列車牽引策略進(jìn)行牽引計(jì)算，計(jì)算出列車的運(yùn)行狀態(tài)信息，包括：

設(shè)置線路參數(shù)、列車參數(shù)及列車牽引策略，所述線路參數(shù)包括車站位置、線路坡度、線路曲率及各站間運(yùn)行時(shí)間，所述列車參數(shù)包括發(fā)車間隔、列車負(fù)荷及列車牽引制動(dòng)特性，所述列車牽引策略包括最快牽引策略、最經(jīng)濟(jì)策略、固定時(shí)間策略和綜合優(yōu)化策略；

將總路程以ΔS為單位進(jìn)行分割，并假設(shè)在ΔS范圍內(nèi)加速度恒定，根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式先對(duì)整個(gè)路程進(jìn)行以起點(diǎn)到終點(diǎn)的迭代正向計(jì)算，正向計(jì)算以整個(gè)路程的起點(diǎn)速度作為已知條件，計(jì)算每個(gè)ΔS的終點(diǎn)速度及時(shí)間，得到列車牽引時(shí)各時(shí)刻下的速度，該速度受到區(qū)間最大允許速度的限制，正向計(jì)算結(jié)束后，再對(duì)整個(gè)路程進(jìn)行以終點(diǎn)到起點(diǎn)的迭代反向計(jì)算，以整個(gè)路程終點(diǎn)的速度作為已知條件，計(jì)算每個(gè)ΔS的起點(diǎn)速度及時(shí)間，確定區(qū)間降速及制動(dòng)點(diǎn)，得到列車制動(dòng)時(shí)各時(shí)刻下的速度，反向計(jì)算結(jié)束后，整個(gè)路程內(nèi)列車每時(shí)刻下的速度已知，進(jìn)一步得到包括每時(shí)刻下列車的位置及功率在內(nèi)的列車的運(yùn)行狀態(tài)信息。