地铁接触网导线的分段方法和系统、仿真方法和系统的制作方法

文档序号:9524377阅读:481来源:国知局
地铁接触网导线的分段方法和系统、仿真方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于地铁接触网导线的仿真技术领域,具体设及一种地铁接触网导线在 CDEGS雷电冲击模型中的分段方法及系统,用于地铁接触网导线雷电冲击的仿真方法及系 统。
【背景技术】
[0002] 近年来,随着城市地铁交通的不断发展,地铁逐渐成为人们出行的主要交通工具 之一。地铁W其快捷,准时,平稳等特点受到人们的青睐,如今许多城市正在修建城市和城 际地铁。现今,列车运行在地下已经不再是当今地铁的主要特征,随着线路向郊区发展,地 铁已由地下转为地面或在高架桥上运行。现在的地铁是机电系统和电子系统高度集中的工 程建设项目。雷电直接威胁着乘客及相关人员的人身安全,导致信号、通信系统及牵引电源 等电子电气系统的功能不良或故障。由于高架车站、高架区间的建构筑物处于突出的位置, 地铁受到雷电威胁的概率会更高,程度也更严重,雷电故障时有发生。
[0003] 但现阶段,地铁雷电防护设计不能满足地铁的快速发展要求,缺乏相关的标准,而 地铁与高速铁路之间,电压等级与供电制式均不相同,因此地铁防雷不能直接照搬高铁防 雷的研究成果。在设计中为了满足地铁的防雷要求,经常采用CDEGS进行建模仿真,对导线 进行合理分段是仿真建模的一个重要环节,若分段不够合理,如分段较少,则每段较长,将 造成绝缘子两端的计算值与实际值产生较大的偏差;分段过短则会造成分段数过多,导致 模型的计算时间大大增加。
[0004] 本专利针对运一现状,提出了一种地铁接触网导线在CDEGS雷电冲击模型中的分 段方法,该方法能快速确定接触网导线分段的数目,并同时满足计算精度和计算速度要求。

【发明内容】

[0005] 为了解决在〇)EGS雷电冲击模型中仿真精度与仿真效率之间矛盾的技术问题,提 供一种在达到仿真精度的同时,平衡仿真效率的地铁接触网导线在CDEGS雷电冲击模型中 的分段方法及系统,一种用于地铁接触网导线雷电冲击的仿真方法及系统。
[0006] 为了解决上述问题,本发明按W下技术方案予W实现的:
[0007] 本发明所述地铁接触网导线在CDEGS雷电冲击模型中的分段方法,通过W下模型 计算得到接触网导线分段数目的最小值N:
[0008] N= (m+l)*(2int[(25a-183)/366]+3)
[0009] 其中m为档距数,a为平均档距,int□为取整函数。
[0010] 进一步地,通过W下模型计算得到接触网导线分段数目的最大值Μ:
[0011]
[0012] 其中m为档距数,a为平均档距,r为接触网导线的半径,int□为取整函数。
[0013] 一种用于计算地铁接触网导线在CDEGS雷电冲击模型的分段数目的系统,包括最 小值计算模块,所述最小值计算模块通过w下模型计算得到接触网导线分段数目的最小值N:
[0014] N= (m+l)*(2int[(25a-183)/366]+3)
[0015] 其中m为档距数,a为平均档距,int□为取整函数。
[0016] 进一步地,还包括最大值计算模块,所述最大值计算模块通过W下模型计算得到 接触网导线分段数目的最大值Μ:
[0017]
[0018] 其中m为档距数,a为平均档距,r为接触网导线的半径,int□为取整函数。
[0019] 一种用于地铁接触网导线雷电冲击的仿真方法,包括步骤S1,
[0020] S1、通过W下模型计算得到接触网导线分段数目的最小值N:
[0021] N= (m+l)*(2int[(25a-18:3)/366]+3)
[0022] 其中m为档距数,a为平均档距,int□为取整函数;
[0023] S2、根据S1中得到的接触网导线分段数目,建立接触网供电方式仿真模型,进行 仿真分析。
[0024] 进一步地,在S2之前,还包括S11、通过W下模型计算得到接触网导线分段数目的 最大值Μ: 阳0巧]
[00%] 其中m为档距数,a为平均档距,r为接触网导线的半径,int□为取整函数。
[0027] 进一步地,还包括步骤S3,将计算得到的接触网导线分段数目输入软件CDEGS的 雷电冲击模型中,在雷电冲击模型中建立接触网供电方式仿真模型,进行仿真分析。
[0028] 一种用于地铁接触网导线雷电冲击的仿真系统,包括最小值计算模块和仿真模 块,
[0029] 所述最小值计算模块通过W下模型计算得到接触网导线分段数目的最小值N:
[0030] N= (m+l)*(2int[(25a-18:3)/366]+3)
[0031] 其中m为档距数,a为平均档距,int□为取整函数;
[0032] 所述仿真模块根据将最小值计算模块中得到的接触网导线分段数目,建立接触网 供电方式仿真模型,进行仿真分析。
[0033] 进一步地,还包括最大值计算模块:
[0034] 所述最大值计算模块通过W下模型计算得到接触网导线分段数目的最大值Μ:
[0035]
[0036] 其中m为档距数,a为平均档距,r为接触网导线的半径,int□为取整函数。
[0037] 进一步地,所述仿真模块为CDEGS的雷电冲击模型,其用于接收接触网导线分段 数目,建立接触网供电方式仿真模型,实现仿真分析。
[0038] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0039] 本发明针对高架桥段地铁系统,利用CDEGS软件的HIFRIQ模块对高架桥地铁接触 网供电方式进行建模,提出了一种基于CDEGS仿真模型计算高架桥地铁线路绝缘子耐受电 压的导体分段方法,在满足计算精度的同时提高计算的效率。
【附图说明】
[0040] 下面结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明,其中:
[0041] 图1是本发明所述地铁接触网导线在CDEGS雷电冲击模型中的分段方法中确定接 触网导线长度的示意图;
[0042] 图2是本发明所述地铁接触网导线在CDEGS雷电冲击模型的分段方法中的绝缘子 耐受电压示意图;
[00创图3是本发明所述地铁接触网导线在CDEGS雷电冲击模型中的分段方法的接触网 导线分段示意图; W44] 图4是本归明所述地铁接触网导线在CDEGS雷电冲击模型中的分段方法的导体段 长度对导体电压电流仿真结果的精度影响示意图。
【具体实施方式】
[0045] W下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实 施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
[0046] 本发明针对高架桥段地铁系统,利用CDEGS软件的HIFRIQ模块对高架桥地铁接触 网供电方式进行建模,提出了一种基于CDEGS仿真模型计算高架桥地铁线路绝缘子2耐受 电压的导体分段方法,在满足计算精度的同时,提高计算的效率。
[0047] 如图1-图4所示,本发明实现上述目的的技术原理是:先确定接触网线路的档距 数目m,和接触网相邻支柱1之间导线的长度am,通过将在接触网导线的起点和终点分别延 长半个档距a/2,保证接触网导线悬挂点在其中某一段的端点位置。具体步骤为:
[0048] 第一步,收集地铁接触网导线的设计参数,包括导线半径r、建模区段的档距数m, 及总导线3长度L=曰1+曰2+......+曰。,其中曰1、曰2......曰Π1分别为接触网束1、2......m个相邻支 柱之间的导线长度。
[0049] 第二步,根据第一步收集到的档距数据,算出线路的平均档距a=L/m。在CDEGS 模型中建模时,将接触网相邻支柱之间的档距设置为平均档距,同时需要保证导线悬挂点 位于某一分段的中点位置,因此将接触网导线的起点和终点伸长半个平均档距,则导线增 加一个平均档距,此时实际导线的长度为Ly=a*(m+l)。
[0050] 第Ξ步,我国标准雷电流波形为2. 6/50US,通常取雷电流的持续时间为T= 300US,在对雷电流时域信号离散化时,为了计算精度,取时间步长为Δt= 0.lus,因此取 样点数目为:
[0051] X=T/s= 300/0. 1 = 3000
[0052] 在CDEGS软件中对雷电流时域信号进行离散化时,程序是W2的指数形式生成取 样点数目。因此处理的取样点数目只能是2的幕次方,为了提高频率的分辨率,取样点数应 不小于3000。
[0053] 2。<3000<212
[0054] 实际的采样点数为X= 2i2= 4096,CDEGS中时间的采用时间间隔,即实际步长= T/X= 300/4096。
[0055] 根据时域抽样定理,只要离散系统的奈奎斯特频率高于采样信号的最高频率或 带宽,就可W避免混叠现象。根据奈奎斯特频率公式可得:
[0056]
[0057] 在对导体段进行分段处理时,导体分段会对计算尤其是高频率计算产生非常大的 影响,通常导体分段
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