基于HXD2型電力機車操作過電壓分析及抑制研究.pdf

1、HXD2型電力機車作為新一代大功率交直交傳動電力機車，具有牽引功率大、安全性高、維護和運營成本低、受環(huán)境影響小等特點，廣泛應(yīng)用于我國鐵路重載貨運線路。然而，現(xiàn)場運營數(shù)據(jù)表明，機車由于過電壓導(dǎo)致的避雷器炸裂、主斷路器無法動作、空氣保護間隙擊穿等故障屢有發(fā)生，嚴重威脅機車運行安全、影響正常的行車秩序。一方面，電力機車弓頭及高壓引線上過電壓可能導(dǎo)致絕緣子閃絡(luò)，造成列車停車;另一方面，車體上的過電壓不僅威脅列車車載弱電設(shè)備的絕緣壽命，而且可能對

2、機車軸承箱的絕緣造成破壞，威脅列車運行安全。因此，各路局特別是站段一線對過電壓治理有著迫切需求，所暴露出的問題也亟待解決。
　　本文基于HXD2型電力機車，考慮“牽引變電所—接觸網(wǎng)—電力機車”系統(tǒng)，對機車操作過電壓的產(chǎn)生機理進行了深入的分析，解釋了高頻電壓在車頂高壓引線中的折反射形成過電壓的機理，闡明了機車電纜過電壓耦合到車體上的傳播過程。
　　利用OrCAD/PSpice電路仿真分析軟件，建立了“車—網(wǎng)—所“系統(tǒng)分布參數(shù)下

3、的機車升降弓、斷路器動作過電壓仿真分析模型，通過仿真分析研究了車頂高壓設(shè)備及機車車體上操作過電壓的幅值大小，振蕩周期及持續(xù)時間等規(guī)律，分析了車頂高壓電纜末端折反射情況。受電弓弓頭上過電壓幅值最大可達90.013kV，振蕩周期為3～4ms，振蕩周期約為2.5個工頻周期;高壓引線末端過電壓最大可達103.71kV，為工頻幅值的2.5倍，振蕩周期約為10μs左右，振蕩時間為50ms;車體上浪涌電壓最大為8.005kV。通過現(xiàn)場實驗，對機車靜態(tài)