翻新时间：2022-10-31
城市轨道交通钢轨电阻测量及电耗研究
摘 要 讨论了钢轨电阻室内、外测量的仪器、 方法 及 内容 。通过室内测量数据建立了电阻测值与钢轨的测点位置、测段长度、支撑条件、温度、使用程度等的变化关系模型;通过现场测量得到了PD3 型60 kg/m 轨、U71MnSi 型50 kg/ m 轨的大样本电阻实测值的统计 分析 结果。最后,对上海莘闵线两种钢轨轨道结构下的电能消耗差进行了估算, 对我国城市轻轨 交通 的钢轨选型有借鉴意义。
关键词 城市轨道交通,钢轨选型,电阻测量,电能消耗
1 引言2 钢轨电阻的测量
2. 1 实验室内测量
1. 测试仪器选择
钢轨电阻属于低值电阻,每米钢轨的阻值只有几十微欧。目前,国内可测低值电阻的仪器有:武汉水利电力大学的智能高精度微电阻测试仪、天津大学的恒定直流功率负荷下晶硅微电阻测量仪、北方交通大学的电力变压器直流电阻测试仪、同济大学的微欧级TZ-11T 型数字式接触电阻检测仪,等等。由于TZ-11T 型数字式测量仪能够适应数十米、数百米的长钢轨电阻测量,故选用同济大学的TZ-11T 型数字式接触电阻检测仪,其测量误差为1 % 。
2. 测试对象及测试目的
我国目前50 kg/m 轨、60 kg/m 轨的主型产品为U71MnSi 、PD3 , 故我们主要测试这两种钢轨的电阻值及差异程度。
现场钢轨电阻的测试受空间、时间等条件的限制。试验室钢轨电阻测试 研究 能保证现场电阻测试工作顺利而有效,同时,还要研究测试钢轨电阻与钢轨测段长度、钢轨支承条件、测试温度的关系。
3. 测点位置对钢轨电阻测值的 影响
钢轨是横断面为“工字形”的导体,在现场实测时,由于不能测量钢轨两断面形心之间的电阻,因而需要研究表面测点的测值误差问题。测点位置如图1 所示,测量分析结果如表1 所示。
表1 断面测点测值与表面测点测值之间的关系
表面测点测值比断面D2 测点测值增大的百分率/ (%)
测段长度(米)
图1 钢轨电阻测点位置示意图由表1 得到下述结论:
(1) 测笔放在B4 位置得到的测量结果最准确;
(2) 测笔在不同位置的测量误差与测段长度成反比。当测段长度大于20 m 时, 测量误差在0. 1 % 以下。
4. 测段长度对钢轨电阻测值的影响
电阻测值精度与测段长度有一定的关系,测段越长,测得的电阻值精度越高。测量分析结果如图2 所示。长度测值系数=(平均测值/ 本测段长度)/ (100 m 测段平均测值/
100)
5. 钢轨支承条件对钢轨电阻测值的影响
根据测量数据统计分析得到:整体道床结构与有碴道床结构在有无扣件状态下的钢轨电阻测值基本相同。
6. 温度对钢轨电阻测值的 影响 7. 钢轨使用程度对钢轨电阻测值的影响
钢轨使用程度对其电阻有较明显的影响[3 ] 。在钢轨寿命期末,由于钢轨轨头磨耗较大,截面缩小,导致钢轨电阻增大,增大幅度约5 %～6 % 。钢轨使用中期的电阻比新钢轨增大的阻值可取3 % 。
8. 钢轨材质对钢轨电阻测值的影响
(2) 无论是50 kg/m 轨还是60 kg/m 轨,不同的样本取材对钢轨电阻影响较大,其误差范围达到5 %～8 % , 电阻测值的波动范围在2～3μΩ/m。这说明钢轨材质对电阻测值有较明显的影响。
2. 2 现场钢轨电阻实测
参 考 文 献
1 董志洪. 世界H 型钢与钢轨生产技术. 北京:冶金 工业 出版社,1999
2 刘芳田,王冕、郑瞳炽等. 刚体接触导线的介绍. 见:上海城市快速轨道交通供电系统可行性 研究 专题报告,1984
3 瓦洛宁A B 著. 电力铁道的供电. 曹建猷、李警路等译. 北京:人民铁道出版社,1958
4 顾保南,叶霞飞,董文敏等. 城市轻轨交通钢轨选型研究课题报告. 2001
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