• ISSN 0258-2724
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高速铁路对邻近普速铁路电力电缆的干扰机理

解绍锋 孙镜堤 骆冰祥 苏鹏 李静雯

解绍锋, 孙镜堤, 骆冰祥, 苏鹏, 李静雯. 高速铁路对邻近普速铁路电力电缆的干扰机理[J]. 西南交通大学学报, 2021, 56(1): 206-213. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191003
引用本文: 解绍锋, 孙镜堤, 骆冰祥, 苏鹏, 李静雯. 高速铁路对邻近普速铁路电力电缆的干扰机理[J]. 西南交通大学学报, 2021, 56(1): 206-213. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191003
XIE Shaofeng, SUN Jingdi, LUO Bingxiang, SU Peng, LI Jingwen. Mechanism of High-Speed Railway Interference on Power Cables of Adjacent Normal-Speed Railway[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(1): 206-213. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191003
Citation: XIE Shaofeng, SUN Jingdi, LUO Bingxiang, SU Peng, LI Jingwen. Mechanism of High-Speed Railway Interference on Power Cables of Adjacent Normal-Speed Railway[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2021, 56(1): 206-213. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191003

高速铁路对邻近普速铁路电力电缆的干扰机理

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20191003
基金项目: 国家自然科学基金(51877182);中铁上海设计院集团科技开发项目(2015-151)
详细信息
    作者简介:

    解绍锋(1976—),男,教授,博士生导师,研究方向为牵引供电系统和电能质量,E-mail:sfxie@home.swjtu.edu.cn

  • 中图分类号: U228

Mechanism of High-Speed Railway Interference on Power Cables of Adjacent Normal-Speed Railway

  • 摘要: 高速铁路由于列车速度快、牵引功率大,且高速运行时持续取流,对与其邻近的普速铁路沿线敷设的电力电缆产生了明显的电磁干扰. 为此,通过对感性耦合和阻性耦合机理分析,研究高速铁路对电力电缆感应电压的干扰机理;运用CDEGS软件建立高速铁路对电力电缆电磁干扰仿真模型,总结电力电缆感应电压影响因素;基于计算结果对仿真模型进行验证. 结果表明:在邻近情况下,电力电缆感应电压与牵引负荷、电力电缆、土壤结构参数有关;其中,平行长度、负荷电流、土壤电阻率和短路电流对电力电缆感应电压有显著影响;高速铁路与普速铁路之间应根据电缆长度的不同设置合理的防护距离,且采用中点接地和单端接地方式能有效地降低电力电缆感应电流.

     

  • 图 1  高速铁路对邻近普速铁路电力电缆电磁干扰示意

    Figure 1.  Schematic diagram of interference from high-speed railways on power cable of adjacent normal-speed railways

    图 2  电力电缆对地分布参数模型

    Figure 2.  Distribution parameter model of power cable to ground

    图 3  电力电缆阻性耦合示意

    Figure 3.  Schematic diagram of resistive coupling of power cables

    图 4  高速铁路与三芯电力电缆布置

    Figure 4.  High-speed railway and three-core power cable layout

    图 5  CDEGS模型立体图

    Figure 5.  CDEGS model stereogram

    图 6  泄流点周围大地电位分布

    Figure 6.  Earth potential distribution around discharge point

    图 7  高速铁路与电力电缆相对位置(单位:m)

    Figure 7.  Relative location of high-speed railway and power cable (unit: m)

    图 8  平行长度对电力电缆感应电压的影响

    Figure 8.  Effect of parallel length on induced voltage

    图 9  并行距离对电力电缆感应电压的影响

    Figure 9.  Effect of parallel distance on induced voltage

    图 10  机车负荷电流对电力电缆感应电压的影响

    Figure 10.  Effect of load current on induced voltage

    图 11  土壤电阻率对电力电缆感应电压的影响

    Figure 11.  Effect of soil resistivity on induced voltage

    图 12  短路电流对电力电缆感应电压的影响

    Figure 12.  Effect of short circuit current on induced voltage

    图 13  3种接地方式下电力电缆感应电流

    Figure 13.  Induced current in three grounding types

    表  1  导线模型电气参数

    Table  1.   Wire model electrical parameters

    导线型号电阻/
    (Ω•km−1
    标称截
    面积/mm2
    计算截
    面积/mm2
    CTMH-1500.1852150151.00
    JTMH-1200.2420120116.99
    LGJ-300/500.0964铝 300,
    钢 50
    铝 299.54,
    钢 48.82
    LGJ-120/200.2496铝 120,
    钢 20
    铝 115.67,
    钢 18.82
    TJ-950.20009593.27
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    表  2  三芯电力电缆模型参数

    Table  2.   Three-core power cable model parameters

    参数缆芯护套铠装
    内半径/mm010.951.5
    外半径/mm5.0011.0553.50
    相对电阻率1.01.01.6
    厚度/mm5.92.82.8
    电阻率/(Ω•m)101410141014
    相对介电常数111
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    表  3  地电位比较值

    Table  3.   Ground potential comparison value

    距泄流点距离/m计算值/V仿真值/V误差/%
    59.3499.6553.17
    108.2248.4752.96
    157.5667.8093.11
    207.0997.3303.15
    256.7386.9553.12
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    表  4  短路电流对电力电缆感应电流的影响

    Table  4.   Effect of short circuit current on induced current

    短路电流/kA感应电流/A
    51.576
    102.676
    153.457
    204.009
    254.408
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    表  5  不同防护距离时电缆的感应电压

    Table  5.   Induced voltage at different protective distances V

    防护距离/m电缆长度/km
    0.51.01.52.02.53.0
    5072.3879.5190.52115.98155.28200.09
    10059.8465.1973.6992.75122.63156.78
    15052.2556.7863.8679.30103.68131.72
    20046.9450.8056.9369.9190.45114.15
    25042.8046.1751.6362.8380.52100.94
    30039.4242.4347.3957.2372.6590.54
    35036.5739.2843.8052.5266.0781.85
    40034.1136.5740.7148.5160.5074.50
    45031.9634.2138.0445.0655.7468.24
    50030.0532.1235.6742.0151.5662.78
    55028.3330.2533.5439.3247.9158.03
    60026.7728.5531.5836.8344.5553.62
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-22
  • 修回日期:  2020-05-05
  • 网络出版日期:  2020-12-12
  • 刊出日期:  2021-02-01

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