[發明專利]基于ANSYS的地鐵雜散電流泄露及分布特征模擬方法

有效

• 申請號: 202110648226.2
• 申請日: 2021-06-10
• 公開（公告）號: CN113378436B
• 公開（公告）日: 2023-05-05
• 發明（設計）人: 劉君;牛唯;曾鵬;談竹奎;馬春雷;陳林;曾華榮;馬曉紅;張迅;班國邦;陳沛龍;歐陽澤宇;田承越;許逵;徐舒蓉;李堃;高勇;黃軍凱;楊濤;李欣;呂乾勇;毛先胤
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/13
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 商小川

1.一種基于ANSYS的地鐵雜散電流泄露及分布特征模擬方法，它包括：

步驟1、通過三維建模軟件CATIA對鋼軌及下方土壤進行三維建模，建立的三維模型稱為軌地模型，并保存為.stp格式文件；

步驟2、將建立的三維模型導入到ANSYS?Workbench中進行模型的簡化，并設置材料參數；

步驟3、分別選擇土壤、道床、絕緣扣件和鋼軌，并給賦予相應的材料，各部分之間的接觸關系為默認；

步驟4、對簡化后的模型進行網格劃分，建立有限元計算模型；

步驟5、施加電流激勵和電壓邊界條件求出計算解；

步驟6、對計算結果進行后處理分析，得出雜散電流泄漏點及在土壤中分布的分析結果；

步驟5所述施加電流激勵和電壓邊界條件的方法為：選擇兩根鋼軌的同一端截面為受流面，設置電流為400A，方向垂直截面指向鋼軌另一端，選擇土壤最下方的一面為邊界面，設置電壓大小為0V；

步驟6所述對計算結果進行后處理分析時，電流激勵的大小從每根鋼軌截面200A逐步增加到500A，得出電流值對結果的影響；通過查看電壓分布云圖的電壓得到電壓分布的趨勢、最值以及雜散電流的泄漏點。

2.根據權利要求1所述的一種基于ANSYS的地鐵雜散電流泄露及分布特征模擬方法，其特征在于：步驟2中進行模型的簡化時，鋼軌截面由馬蹄形轉變為標準的工字形。

3.根據權利要求1所述的一種基于ANSYS的地鐵雜散電流泄露及分布特征模擬方法，其特征在于：步驟2中進行模型的簡化時，絕緣扣件的附件刪除只保留絕緣板。

4.根據權利要求1所述的一種基于ANSYS的地鐵雜散電流泄露及分布特征模擬方法，其特征在于：步驟3中，先在材料庫中找到相應的材料鋼軌、絕緣板、道床和土壤；并分別定義材料的電阻率，電阻率根據實物的電阻率進行設置，鋼軌設置為10-7Ω.m,絕緣板為1012Ω.m，道床為500Ω.m，土壤為150Ω.m；接著給各部件賦予相應的材料。

5.根據權利要求4所述的一種基于ANSYS的地鐵雜散電流泄露及分布特征模擬方法，其特征在于：選擇材料時，鋼軌為結構鋼，絕緣板為硬橡膠，道床為混凝土，土壤為土。

6.根據權利要求1所述的一種基于ANSYS的地鐵雜散電流泄露及分布特征模擬方法，其特征在于：步驟4所述對簡化后的模型進行網格劃分時，對模型各部分采取不同大小的網格進行劃分，土壤部分采用0.5?m的網格，道床及絕緣板采取0.1?m的網格，鋼軌采用0.05m的網格進行劃分。