[发明专利]一种基于直流通路模型的高铁隧道区段仿真检测方法

说明书

本发明公开了一种基于直流通路模型的高铁隧道区段仿真检测方法，该方法包括获取高铁隧道区段的实际规格参数，基于隧道所穿围岩的不同等级构建若干高铁隧道区段的局部模型；计算各局部模型沿隧道线路方向的总直流电阻值以及沿垂直入地方向的接地电阻值，构建各局部模型的等效电路；基于高铁隧道区段的实际围岩分布情况选择对应的等效电路构建直流通路模型，根据直流通路模型对高铁隧道区段进行仿真检测。本发明实现了通过计算各局部模型的阻抗值来建立Π型等效电路模型，再根据隧道区段中各部分区段所穿围岩的等级分布对应构建成易于计算的长距离高铁线路隧道段的直流电路模型，用于针对直流接地极入地电流对高铁系统影响的仿真检测。

技术领域

本申请涉及高速铁路接地系统技术领域，具体而言，涉及一种基于直流通路模型的高铁隧道区段仿真检测方法。

背景技术

高铁线路隧道区段综合接地系统是由PW保护线、钢轨、贯通地线、纵向接地钢筋、锚杆钢拱架等设施共同构成的立体接地系统，并且埋设在复杂的围岩结构中。

现有的高铁综合接地系统模型仅适用于交流系统分析，且未考虑隧道区段接地设施的规格参数、布置方式及连接关系，并无相关直流建模方法可供仿真检测。为了定量研究特高压直流接地极入地电流以及地铁入地杂散电流对高速铁路路基区段接地系统的影响，需要构建相应的接地系统直流仿真分析模型。

常规三相电力系统或者高速铁路接地系统一般通过电磁场仿真软件构建交流模型并计算，但通过仿真软件构建出的上百公里长距离高铁立体接地系统网络的直流模型复杂度高，计算量大，仿真计算效率低。

发明内容

为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种基于直流通路模型的高铁隧道区段仿真检测方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于直流通路模型的高铁隧道区段仿真检测方法，所述方法包括：

获取高铁隧道区段的实际规格参数，基于隧道所穿围岩的不同等级构建若干所述高铁隧道区段的局部模型；

计算各所述局部模型沿隧道线路方向的总直流电阻值以及沿垂直入地方向的接地电阻值，构建各所述局部模型的等效电路；

基于所述高铁隧道区段的实际围岩分布情况选择对应的所述等效电路构建直流通路模型，根据所述直流通路模型对所述高铁隧道区段进行仿真检测。

优选的，所述实际规格参数包括上下行PW保护线参数、上下行钢轨参数、贯通地线参数、纵向接地钢筋参数、隧道锚杆参数、环向钢架参数、连接钢筋参数。

优选的，所述获取高铁隧道区段的实际规格参数，基于隧道所穿围岩的不同等级构建若干所述高铁隧道区段的局部模型，包括：

获取高铁隧道区段的所有实际规格参数；

从所有所述实际规格参数中选取与任一隧道所穿围岩等级对应的所述实际规格参数构建所述高铁隧道区段的局部模型，直至获得所有所述隧道所穿围岩等级对应的所述局部模型。

优选的，所述计算各所述局部模型沿隧道线路方向的总直流电阻值以及沿垂直入地方向的接地电阻值，构建各所述局部模型的等效电路，包括：

向各所述局部模型中注入单位电流，计算各所述局部模型上的电压分布和电流分布；

从各所述局部模型中随机选取一段预设长度的测试隧道，基于所述电压分布与电流分布计算各所述测试隧道沿隧道线路方向的总直流电阻值以及沿垂直入地方向的接地电阻值；

根据所述总直流电阻值和接地电阻值构建各所述局部模型的等效电路。

优选的，所述基于所述电压分布与电流分布计算各所述测试隧道沿隧道线路方向的总直流电阻值以及沿垂直入地方向的接地电阻值，包括：