1.基于CDEGS的城市轨道交通杂散电流的仿真计算方法,其特征在于,步骤包括:
步骤A:根据轨道交通系统的设计图纸、施工图纸和运行检修试验获取城市轨道交通系统的基本参数,具体包括:城市轨道交通线路的长度、接触线的单位长度电阻、轨道系统参数、排流系统参数、机车系统参数、牵引变电站参数、土壤的电阻率和混泥土的电阻率;
所述轨道系统参数包括钢轨的横截面积、钢轨的单位长度电阻、钢轨间距、钢轨对地的过渡电阻、均流线的单位长度电阻、相邻两根均流线之间的距离;
所述排流系统参数包括排流网导体的半径、排流网导体的纵向电阻率、排流网导体的数量;
所述机车系统参数包括机车的数量、每辆机车的位置和每辆机车的牵引电流量;
所述牵引变电站参数包括牵引变电站位置、牵引变电站的等效电阻值;
步骤B:在CDEGS软件中搭建城市轨道交通泄漏电流的仿真模型:
B1:利用CDEGS软件中MALZ模块中的土壤模块将土壤设置为上、下双层土壤,并定义上层土壤的上界面为地面;设置上层土壤的厚度为0.6m、上层土壤的电阻率为步骤A获得的混泥土的电阻率;上层土壤下方均为下层土壤,下层土壤的电阻率为步骤A获得的土壤的电阻率;
B2:利用CDEGS软件中MALZ模块中的SesCAD在上层土壤的地面下0.1米处绘制L米的圆形导线等效城市轨道交通的接触网系统,将该导线定义为接触线导线,并在导线外层设置完全绝缘的涂层;将接触线导线的长度L设置为步骤A获得的城市轨道交通线路的长度;将接触线导线的单位长度电阻设置为步骤A获得的接触线的单位长度电阻;
B3:利用CDEGS软件中MALZ模块中的SesCAD工具在上层土壤的地面下0.05米处绘制两根L米且分别与接触线导线平行的圆形导线等效城市轨道交通的钢轨,将该导线定义为钢轨导线,并在导线外层设置厚度为0.01米的涂层;设置两根钢轨导线和接触线导线间的距离相同;将两根钢轨导线间的距离设置为步骤A获得的钢轨间距,将每根钢轨导线等分m段;
将钢轨导线的单位长度电阻设置为步骤A获得的钢轨的单位长度电阻;将钢轨导线的半径设置为rT,且 其中S为步骤A获得的钢轨的横截面积;将钢轨导线金属涂层的电阻率设置为ρt,且 其中R为步骤A获得的钢轨对地的过渡电阻,h为钢轨导线涂层的厚度;
B4:利用CDEGS软件中MALZ模块中的SesCAD工具在B3的两根平行钢轨导线间等间距地绘制W米的圆形导线等效城市轨道交通的均流线,将该导线定义为均流线导线,并在导线外层设置完全绝缘的涂层;将每根均流线导线的长度W设置为步骤A获得的钢轨间距;将每根均流线导线的单位长度电阻设置为步骤A获得的均流线的单位长度电阻;将相邻两根均流线导线间的间距设置为步骤A获得的相邻两根均流线之间的距离;
B5:利用CDEGS软件中MALZ模块中的SesCAD工具在上层土壤的地面下0.35米处平面内绘制三根L米且分别与钢轨导线平行的圆形导线等效城市轨道交通的排流网,将该导线定义为排流网导线;设置每两根排流网导线间相距0.3m,且中间的排流网导体在钢轨导线的正下方;将每根排流网导线的半径设置为rc米,且rc=nrp/6,其中n、rp分别为步骤A获得的排流网导体的数量和半径;将每根排流网导线的单位长度电阻设置为Rc,且其中ρp为步骤A获得的排流网导体的纵向电阻率;
B6:利用CDEGS软件中MALZ模块中的系统模块在每辆机车所在位置的接触线导线设置一个电流激励,并将该电流激励的大小设置为步骤A获得的机车牵引电流量;同时,在每辆机车所在位置的两根钢轨导线分别设置一个电流激励,并将这两个电流激励的大小均设置为步骤A获得的机车牵引电流量的一半;
B7:利用CDEGS软件中MALZ模块中的SesCAD工具在每个牵引变电站的位置处绘制两根长度为lq米且分别连接两根钢轨导线和接触线导线的圆形导线,将该导线定义为牵引变电站导线,并在导线外层设置完全绝缘的涂层;设置两根牵引变电站导线位于垂直于钢轨导线的同一平面上,且在接触线导线上的连接点相同;设置每根牵引变电站导线长度lq为其中d为钢轨间距;将每根牵引变电站导线的单位长度电阻设置Rq,且Rq=2Rs/lq,其中Rs为步骤A中获得的车站牵引变电站的等效电阻值;
步骤C:杂散电流的仿真计算:
运行步骤B搭建的城市轨道交通泄漏电流的仿真模型,分别获取两根钢轨每段的泄漏电流I1i、I2i;,其中i=1,2,…,m,计算第i分段点的杂散电流ISC,i:ISC,i=|I11+I21+I12+I22+…+I1i+I2i| (1)。