【摘 要】
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随着铁路建设的快速发展,27.5k V高压单芯电缆在电气化铁路中作为牵引馈电电缆的应用也越来越成为普遍。牵引变电所和牵引接触网需要通过牵引馈电电缆进行连接。因此,保障牵引馈电电缆的正常运行对于整个牵引供电系统来说具有重要意义。通过检测电缆接地环流来判断电缆的绝缘状态这一方法已经在常规电力系统中得到认可和应用,该方案的核心点在于需要确认一个判断电缆绝缘状态的阈值。所使用的阈值是以额定电流为对象进行计
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随着铁路建设的快速发展,27.5k V高压单芯电缆在电气化铁路中作为牵引馈电电缆的应用也越来越成为普遍。牵引变电所和牵引接触网需要通过牵引馈电电缆进行连接。因此,保障牵引馈电电缆的正常运行对于整个牵引供电系统来说具有重要意义。通过检测电缆接地环流来判断电缆的绝缘状态这一方法已经在常规电力系统中得到认可和应用,该方案的核心点在于需要确认一个判断电缆绝缘状态的阈值。所使用的阈值是以额定电流为对象进行计算得到的。然而,铁路系统中常见的真空断路器（Vacuum Circuit Breaker,VCB）操作过电压和机车谐波会使得电缆接地环流幅值增大,如果继续使用上述方法进行阈值的计算,就会引起工作人员对电缆绝缘状态的误判。因此有必要进行VCB操作过电压和机车谐波对于电缆接地环流影响的研究,以便为电缆接地环流检测在铁路系统中的应用提供数据依据。本文结合了铁路AT供电系统中牵引馈电电缆的实际使用情况,分析了电缆接地环流产生机理及其主要影响因素。然后采用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件,建立了牵引馈电电缆的仿真模型。仿真分析了线芯电流的时域和频域信息对电缆接地电流的影响,在此基础上开展了电缆接地环流试验来对仿真结果进行验证。为了分析VCB操作过电压和机车谐波对牵引馈电电缆接地环流的影响,同样采用PSCAD/EMTDC对VCB操作过电压和机车谐波进行仿真模型的建立,然后通过现车实验从时域和频域两个方面对仿真模型的准确性进行验证。最后,通过将VCB操作过电压模型和机车谐波模型与线缆模型进行联合仿真,得出这两种工况对电缆接地环流的影响。研究结果表明:VCB操作过电压和机车谐波都会导致牵引馈电电缆接地环流的增大。不同的是,VCB操作过电压影响下的接地环流具有以800k Hz为主的高频分量,这使得电缆长度与接地环流之间的关系呈现为近似正弦的规律。因此,实际应用时需要提前得知所使用电缆的具体长度。综上,该研究有助于确认判断电缆绝缘状态所需的电缆接地环流阈值。
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