轨道参数分析及单向导通装置毕业设计.doc

轨道参数分析及单向导通装置毕业设计 目 录 1 绪 论 1 1.1 引言 1 1.2 单向导通装置概述 1 1.3 单向导通装置国内研究现状 2 1.4 目前存在问题 3 1.5 本论文的主要内容和工作 4 2 杂散电流的危害及防护 5 2.1杂散电流的产生及危害 5 2.1.1杂散电流的概念 5 2.1.2杂散电流的产生及危害 5 2.1.3杂散电流腐蚀机理 6 2.1.4杂散电流大小 7 2.2杂散电流的防护原则 8 2.2.1杂散电流的防护 8 2.2.2车辆段及停车场杂散电流防护措施 9 2.3绝缘结与单向导通装置 10 2.4排流柜 12 2.4.1排流柜的工作原理 12 2.4.2排流保护措施 13 2.4.3排流柜设置方案 14 2.5本章小结 14 3 轨道参数分析 16 3.1 列车通过绝缘结存在的问题 16 3.2 轨道与第三轨之间钢轨电感估算 16 3.3 机修厂边界与主线界接绝缘结的轨道电位差及跨接电流测量 18 3.3.1 轨道电位差及跨接电流量测量方式 18 3.3.2 轨道电位差及跨接电流量测量结果 19 3.3.3 轨道电位差及跨接电流量测量分析 20 3.4机修厂边界与主线界接绝缘结的轨道电位差及跨接电流模拟 21 3.4.1机修厂与主线轨道等效电路 21 3.4.2 轨道电位差及跨接电流模拟 22 3.4.3机修厂边界与主线界接绝缘结的实际值模拟 25 3.5轨道电位差及跨接电流模拟分析结论 30 3.6本章小结 31 4 绝缘结起弧情况分析 32 4.1再生制动介绍 32 4.2电机车再生制动通过绝缘结时的四种运行状态 32 4.2.1在外轨道上再生制动运行 32 4.2.2电机车后车轮离开外轨道 32 4.2.3电机车再生制动时在内轨道上运行 33 4.2.4前车轮碰到外道时不产生电弧 33 4.3列车通过绝缘结时产生电弧的原因分析 34 4.4 消弧原理 39 4.5本章小结 40 5可灭弧的单向导通装置整体设计 41 5.1 单向导通装置 41 5.2　单向导通装置的安装形式 41 5.3 单向导通装置主回路构成 42 5.4 单向导通装置的保护 43 5.4.1电流传感器在保护单元中的应用 43 5.4.2单向导通装置中的短路保护 44 5.4.3单向导通装置中的过电压保护 44 5.5防凝露措施 45 5.6直流隔离开关 45 5.7 单向导通装置设计中的自动消弧装置 47 5.8本章小结 48 6 总结与展望 49 6.1总结 49 6.2展望 49 参考文献 50 翻译部分 55 1 英文资料 55 2 中文翻译 63 致 谢 69 1 绪 论 1.1 引言 随着科学技术和城市化的发展，大运量的轨道交通在现代化大城市中起着越来越重要的作用。城市轨道交通对改善现代城市交通、优化城市总体布局、促进国民经济发展等所发挥的作用是不容置疑的客观事实。随着经济的的蓬勃发展，在我国大、中型城市也掀起了兴建地铁的浪潮。我国目前已经批准深圳、南京、武汉、重庆、长春、青岛、大连以及哈尔滨等城市启动各自的地铁与轻轨工程项目。可以预见，在相当长的一段时期内，我国轨道交通将处于快速发展阶段。 目前地铁和轻轨的牵引方式采用电力牵引，且大多数为直流供电。列车所需电流由牵引变电所提供，通过接触网（架空线或接触轨）向列车送电，并通过走行轨作为牵引电流回路，返回牵引变电所，由于钢轨对地不可能完全绝缘，有大部分电流泄露到大地，称之为杂散电流。杂散电流会导致埋地金属结构尤其是钢轨和钢轨紧固件严重的杂散电流腐蚀。 此外，车场以及正线的特殊地段，如隧道口等，由于轨道对地过渡电阻降低，会导致杂散电流泄漏的增加。在我国地铁设计中，常采用在正线和车场，正线和特殊地段之间设置绝缘结，并在绝缘结两端连接单向导通装置，来防止杂散电流腐蚀。 可见，单向导通装置对于地铁的安全运营起着关键性作用。 1.2 单向导通装置概述 单向导通装置的主要器件为整流二极管，作用是使钢轨中电流只流向一个方向，而在另一个方向截止。当整流管发生反向击穿流过反向电流时，串接在该支路上的电流传感器可以检测到该电流，经监测单元处理后，报上位控制系统。图1为单向导通装置原理及与轨道绝缘结的安装示意图 图　单向导通装置原理及与轨道绝缘结安装示意图 在地铁（轻轨）走行轨系统中，轨道的某些特殊地段设置单独的绝缘接头，其目的是尽量缩小杂散电流的存在与作用范围，从而减少杂散电流腐蚀。而在采用绝缘接头的钢轨部位，为保证回流电流的正常流动，必须采用单向导通装置，用于连接绝缘接头两端钢轨，使钢轨中电流只流通一个方向，而在另一个方向截止。 单向导通装置分为普通型单向导通装置和带消弧功能的单向导通装置。在车辆段处可以使用普通型单向导通装置，而在地铁供电线路正线上使用