本發(fā)明涉及軌道交通技術(shù)，特別涉及磁懸浮列車集電靴。
背景技術(shù)：
：目前隨著磁懸浮技術(shù)理論的發(fā)展，磁懸浮列車將會越來越多的用于交通。中低速磁浮交通系統(tǒng)是利用車載磁鐵與軌道上的鐵磁構(gòu)件相互吸引，抵消地球引力，通過自動控制手段使車體與軌道之間保持一定的間隙(懸浮間隙一般為8～12mm)，使列車懸浮在軌道上運(yùn)行。中低速磁浮交通是一種低噪聲無碳交通，是未來城市交通發(fā)展的重要方向之一，工作原理不同于已有的交通方式，產(chǎn)生電磁干擾的原因也不同。度量屏蔽性能的參量是屏蔽效能(shieldingeffectiveness,SE)。屏蔽效能的定義為：無屏蔽體存在時某點電場強(qiáng)度E0或磁場強(qiáng)度H0與存在屏蔽體時該點電場強(qiáng)度E1或磁場強(qiáng)度H1的比值。鑒于屏蔽效能值的范圍很寬，一般用分貝(dB)或奈比(Nep)來表示，其計算公式為：或本文采用分貝為單位的屏蔽效能定義。中低速磁懸浮列車的牽引供電采用直流電流制，電壓等級選用DC1500V，通過集電靴從供電軌滑動取流，正常情況下，直流電壓為1500V，負(fù)荷電流為1500～2000A。在磁懸浮列車的運(yùn)行過程中，出現(xiàn)如下情況，可能會發(fā)生拉弧現(xiàn)象：1)磁懸浮列車啟動時；2)磁懸浮列車通過供電軌端部彎頭位置時，從帶電區(qū)進(jìn)入無電區(qū)，相當(dāng)于集電靴需分開大負(fù)荷；3)集電靴滑動面有雜物，使得滑動面與集電軌接觸不良時；4)供電軌周圍有雜物，導(dǎo)致供電軌對地絕緣距離縮短時；5)磁懸浮列車通過轉(zhuǎn)換軌區(qū)段位置，帶負(fù)荷(列車空調(diào)等)降弓時。直流電弧十分容易產(chǎn)生，電路電壓不低于10～20V，電流不小于80～100mA，分合回路時便會產(chǎn)生電弧。理想狀態(tài)中直流1500V，電流為1500～2000A的電弧，可拉長至2m仍可繼續(xù)燃燒不熄滅。直流電弧不同于交流電弧，不存在交變，電弧不過零點，故直流電弧自持性更強(qiáng)，更難以熄滅。電弧產(chǎn)生時會伴隨光、熱、聲音、電磁輻射等特性，而電磁輻射就會對軌道周圍無線信號及電子設(shè)備產(chǎn)生干擾。電弧放電的特征波形與很多因素相關(guān)，如大氣壓力、弧隙長度、負(fù)載電流、負(fù)載特性(純阻性負(fù)載、感性負(fù)載、容性負(fù)載)。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠有效降低電磁輻射的集電靴，以及集電靴電磁屏蔽方法。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，磁懸浮列車集電靴，其特征在于，在集電靴的外側(cè)上設(shè)置有屏蔽板，所述屏蔽板的內(nèi)側(cè)設(shè)置有吸磁材料層，屏蔽板的外側(cè)設(shè)置有吸波材料層。所述吸波材料為碳系吸波材料，所述吸磁材料為坡莫合金。本發(fā)明還提供一種磁懸浮列車電磁屏蔽方法，在集電靴的外側(cè)設(shè)置屏蔽板，所述屏蔽板的內(nèi)側(cè)設(shè)置有吸磁材料層，屏蔽板的外側(cè)設(shè)置有吸波材料層。所述吸波材料為碳系吸波材料，所述吸磁材料為坡莫合金。本發(fā)明的有益效果是，有效的降低了集電靴產(chǎn)生的電磁輻射，減少了電磁輻射對磁懸浮列車的影響，并且可在達(dá)到屏蔽效果的同時便于工程實現(xiàn)。附圖說明圖1是本發(fā)明的集電靴的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是磁場屏蔽情況示意圖；圖3是電場屏蔽情況示意圖。具體實施方式參見圖1-3。通過對電弧的電磁輻射進(jìn)行建模仿真和屏蔽，對于電弧的建模仿真主要通過三個途徑展開：1)基于經(jīng)驗方程的電弧模型；2)基于能量守恒的電弧模型。3)基于等離子體數(shù)值仿真的電弧模型；經(jīng)過文獻(xiàn)調(diào)研，無論采用何種模型，用來仿真直流火花電弧造成電磁輻射干擾的研究，電壓都未超過400V。本發(fā)明采用等離子體數(shù)值仿真的電弧模型，從電弧的等離子體特性出發(fā)，研究直流電壓為1500V的電弧放電產(chǎn)生的電子和離子的分布與運(yùn)動特征，并結(jié)合電磁場、流場和熱傳場進(jìn)行耦合求解，對發(fā)生電弧放電時復(fù)雜的內(nèi)部特性進(jìn)行分析，求取了火花電弧的電磁干擾輻射場，此途徑還有一個優(yōu)點是可以直接求取干擾電磁場。在上文所述原因下，集電靴易產(chǎn)生直流火花電弧，而造成高頻電磁輻射，容易對周圍電子設(shè)備產(chǎn)生影響。通過在集電靴的外面加裝涂有吸磁材料和吸波涂料的屏蔽板。能夠?qū)崿F(xiàn)在干擾源處減少電磁波的輻射干擾。本發(fā)明提供一種磁懸浮列車集電靴，在集電靴的一個工作面上設(shè)置有吸磁材料，另一個工作面上設(shè)置有吸波材料。本發(fā)明還提供一種磁懸浮列車電磁屏蔽方法，在集電靴面向軌道的工作面上設(shè)置吸磁材料，另一個工作面上設(shè)置吸波材料。所述吸波材料為碳系吸波材料，所述吸磁材料為坡莫合金。如圖1所示，圖中標(biāo)記2為軌道，在集電靴1的外側(cè)(背向軌道的一側(cè)，或者說，遠(yuǎn)離軌道的一側(cè))安裝屏蔽板3，在屏蔽板的內(nèi)側(cè)(面向軌道的一側(cè))有吸磁材料層5，用于吸收低頻電磁輻射，在屏蔽板的外側(cè)有吸波材料層4，用于吸收高頻電磁輻射。在屏蔽板上的鏤空部分，一方面可以減少材料的使用，另一方面，可以減小磁懸浮列車在運(yùn)行過程中屏蔽板內(nèi)外側(cè)空氣流速不同造成的壓強(qiáng)差，以減小對列車運(yùn)行穩(wěn)定性的影響和運(yùn)行過程中空氣對屏蔽板的影響。用電磁仿真軟件CST對集電靴點火花放電的電磁干擾情況進(jìn)行建模仿真。在模型的建立上，先將屏蔽材料設(shè)置為理想導(dǎo)體，具體工程應(yīng)用時吸波材料和吸磁材料的選取可根據(jù)屏蔽要求和商業(yè)價值來選用。建立模型后利用探針分別在屏蔽板外側(cè)和沒有加屏蔽板的另一側(cè)等距位置處探測輻射的大小，其結(jié)果如圖2、3。由于集電靴點火花放電的頻率范圍大致在0-25MHz以內(nèi)，從結(jié)果可知，在該頻段內(nèi)電磁干擾均下降了10db左右，故而該結(jié)構(gòu)的設(shè)計能較好的滿足電磁輻射的屏蔽條件。可以在極大程度上避免磁懸浮列車的集電靴電火花放電對外界電子設(shè)備的電磁干擾。表1屏蔽板屏蔽后電磁場強(qiáng)度對比表屏蔽前屏蔽后屏蔽效能磁場強(qiáng)度范圍(單位A/m)0.50.113.98dB電場強(qiáng)度范圍(單位V/m)160905.00dB通過仿真建模來計算出不加屏蔽時集電靴的電磁輻射情況，如上述結(jié)果所示，電磁吸波裝置是掛在集電靴的外面。集電靴處會產(chǎn)生低頻磁場，在集電靴處加上電磁屏蔽材料，會有效的減少電磁泄露。在加裝屏蔽裝置后，通過建立模型仿真計算，得到其屏蔽效能良好。本發(fā)明采用較容易實現(xiàn)的在集電靴外側(cè)加裝屏蔽裝置的結(jié)構(gòu)，有利于從輻射源處屏蔽電磁輻射，工程實現(xiàn)較為容易，可提高在磁懸浮列車電磁干擾的屏蔽等方面的應(yīng)用。當(dāng)前第1頁1 2 3