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如何计算高铁站台区域电场

时间:2023-11-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:图4-91岛式站台电位分布图4-92侧式站台电场分布由图4-92 可以看出,在接触网线索区域电场强度很大,向空气四周呈现衰减的趋势;在没有列车的情况下站台边缘的尖角处和人体头部、肩部出现了比较强的电场,列车对电场的屏蔽作用还是比较明显的,其中站台的雨棚对电场的遮挡作用尤为明显;人作为良好导体会改变其周围的电场分布。

如何计算高铁站台区域电场

1.模型的仿真

建立高铁侧式站台模型,对模型进行前处理后,与岛式站台相同可以得到5 种仿真组合。

图4-89 展示了5 种情况下的网格剖分结果,采用的自适应剖分会对接触网导线和人体模型区域的剖分网格做加密处理,站台和求解域边缘的空间适当减少网格数目。

图4-90 是接触线承力索和人体周围的网格剖分情况。

整个区域5 种情况的网格剖分单元数目和仿真处理时间如表4-9所示。随着站台里各种模型的添加,网格的剖分数量也会增加,同时计算机的处理时间也会相应地增加。

图4-89 侧式站台自适应网格剖分图

图4-90 导线和人体网格剖分图

表4-9 侧式站台处理情况

添加气球边界和表4-8 的激励电压,并设置求解器中频率为50 Hz(在电场仿真模式中需要将“Solver”选项中的“Adaptive frequence”从60 Hz 改为工频50 Hz,可以得到电场分布和电位分布的云图。图4-91 为5 种情况下的电位分布图,单位为伏特(V),采用相同的标尺,标尺线数量均为30。

图4-92 为5 种情况的电场强度的仿真云图,单位为V/m,标尺范围为0~4 000 V/m,标尺线数量为30。

图4-91 岛式站台电位分布(www.xing528.com)

图4-92 侧式站台电场分布

由图4-92 可以看出,在接触网线索区域电场强度很大,向空气四周呈现衰减的趋势;在没有列车的情况下站台边缘的尖角处和人体头部、肩部出现了比较强的电场,列车对电场的屏蔽作用还是比较明显的,其中站台的雨棚对电场的遮挡作用尤为明显;人作为良好导体会改变其周围的电场分布。

为更加具体直观地分析列车和建筑对人体和空间内电场分布的影响,可在区域不同位置采样,分析各采样点的电场强度,从垂直方向和水平方向并结合人体模型对空间内的电场分布用曲线和数值做更加系统全面的分析。

2.垂直方向电场分布

现对侧式站台区域在垂直方向上取采样线,分别在5 种模型取4 条垂直采样线,分别为站台边缘处、白色安全线处(距边缘1 m)、距安全线1 m 处和距安全线2 m 处,向上长度为5 m。使用软件的曲线处理可导出每种模型4 条采样线的电场强度的变化,如图4-93所示,图例中曲线从上到下依次对应的模型是无人无车无建筑、有人无车无建筑、有人有车无建筑、有人无车有建筑和有人有车有建筑。

3.水平方向电场分布

对站台区域在水平方向上取三条采样线,从站台边缘垂线开始向建筑方向取采样线长度为4 m,距离站台的高度分别为1 m、1.75 m、2.5 m,绘出3 条采样线在5 种模型中的电场强度变化,如图4-94所示,图例中曲线从上到下依次对应的模型是无人无车无建筑、有人无车无建筑、有人有车无建筑、有人无车有建筑和有人有车有建筑。

图4-93 垂直采样线电场

图4-94 水平采样线电场

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