基于高频电流对接触网融冰研究

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1、学校代码：密级：公开七羞又邊乂攀硕士学位论文基于高频电流对接触网融冰研究作者姓名钟鉉州学科专业电气工程指导教师刘明光教授培养院系电气工程学院二零一五年六月硕士学位论文基于高频电流对接触网融冰研究作者：钟紘州导师：刘明光北京交通大学年月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、縮印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复

2、印件和磁盘。保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：：导师签名签字曰期：签字日期：中阁分类校代：密级：公北京交通大学硕士学位论文基于高频电流对接触网融冰研究作者姓名：钟鉉州学导师姓名：刘明光职称：教授学位类别：工学级别：硕士学科专业：电气工程研究方向：接触网覆冰北京交通大学年月致谢致谢本论文的工作是在我的导师刘明光教授的悉心指导下完成的。从论文选题、论文研宄的主要方向及电气参数的收集等方面都得到刘老师的精心指导，刘教授严谨清晰的治学态度和科学缜密的工作方法给了我极大的帮助和影响。在此

3、衷心感谢三年来刘老师对我的关心和指导。刘教授悉心指导我们完成了实验室的科研工作，在学习上和生活上都给予了我很大的关心和帮助，在此向刘老师表示衷心的谢意。刘教授对于我的科研工作和论文都提出了许多的宝贵意见，在此表示衷心的感谢。在实验室工作及撰写论文期间，张雪亮、王召磊等同学对我论文中的仿真研究工作给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。另外读研期间时刻感受到家人的理解与支持，使我能够在学校专心完成我的学业，在此深深表示感谢。摘要摘要在冬天，接触线路覆冰对于牵引供电系统来说是最为严重的自然灾害之，其

4、受灾面积大，抢修困难。接触网覆冰时会导致接触线与受电弓之间有拉弧的现象，同时在电力机车运行过程中，影响受电弓的正常取流，导致机车不能够正常行驶。当接触线结冰非常严重时，会使支柱承重能力超出设计要求，使支柱倾倒，对牵引供电系统造成经济损失。当前，对牵引供电系统的覆冰主要是对工频交流电融冰进行研宄，直流和高频电流对牵引供电系统的覆冰研宄比较少。本文通过建立接触线覆冰和融冰模型，对融冰计算模型进行热力学分析。推导出接触线融冰时间公式，用软件绘制在给定的环境条件下，融冰时间与融冰电流值和频率的三维关系，根据

5、关系图确定交流融冰电流的频率，通过确定牵引供电系统的融冰方案，设计了一台级联型的大功率高压变频装置。当大功率变频装置产生高频交流电流流过接触线时，接触线上的电阻在短时间内产生足够的焦耳热，使接触线能够快速融冰。利用自带文件包仿真高压大功率变频装置应用在接触网除冰时的输出电压、电流波形。通过温度场仿真，验证了利用高频交流电流能够快速解决融冰问题，其所消耗的时间减少，提高铁路的经济效益，为输电线覆冰问题快速得到解决提供参考。关键字：高频电流；融冰时间；温度场；ABSTRACTABSTRACTABSTRA

6、C：，，，H录目录躲研宄意义及来源研宄来源研宄意义研宄现状本文的研究内容接触线覆冰分类及其模型接触线覆冰分类国外覆冰模型和模型模型模型模型和冰模型其他模型本章小结接触网融冰技术研究接触网结构简单接触悬挂链形接触悬拄接触网覆冰融冰物理模型接触网覆冰物理模型接触网融冰物理模型接触网覆冰计算模型对流散热弘和弘冰升华散热空气摩擦加热水滴碰撞动能水滴自身热释放和热损失量传导热损失辐射热通量，水蒸发散热目录电流焦耳热接触线的融冰时间计算本章小结融冰装置的设计接触网融冰方案及装置参数的选取接触网融冰方案装置参数的

7、选取高压变频器的几种结构高压低压高压变频器两电平三电平高压变频器级联型多电平电压型高压变频器移相变压器的设计功率单元设计整流二极管模块计算的选择逆变桥的控制旁路技术及检测保护功率单元旁路技术检测与保护本章小结融冰效果数字实验数字建模建模软件建模融冰装置运行特性仿真融冰效果仿真与分析承力索温度仿真接触线温度仿真‘本章小结结论与展望结论展望参考文献作者简介及研宄成果独创性声明学位论文数据集1.绪论研究意义及来源研究来源本文的选题来源于许继集团和中国第一铁路勘探设计研宄院的科研项目“接触网交流防冰系统技术

8、研究”。年，中国发生大面积的冰冻灾害，对接触网的安全提出了严重的挑战，且到现在为止，接触线覆冰问题一直困扰着牵引供电系统的稳定运行，学者对接触网覆冰的研宄还不全面，还需要大量的研究工作投入，因此对接触网覆冰进行分析研究就有很大的实用价值。研究意义在欧洲、北美地区和我国的东北及西南地区，接触网覆冰是一种常见的现象，接触线路上的冰层和积雪将对高速铁路供电系统的稳定运行造成严重威胁。接触线路覆冰导致接触线的承重能力超过设计标准，从而导致接触线断线。同时，当接触线覆冰比较厚时