電流分布

幾何分布對電流分布的影響

電流的初次分布對能否取得厚度均勻的鍍層起著決定性的作用，因為不管電流分布如何受其他因素的影響，初次電流分布仍然是電流在陰極上分布均勻性的前提。然而，幾何條件的變化是多種多樣的，單旗鍍件的幾何形狀來說，就無法估計其多樣性，因此，本節(jié)僅討論某些基本理論和一些典型情況。此外，在生產(chǎn)上為了得到厚度均勻鍍層，常針對鍍件的外形采用一些措施，例如象形陽極、保護陰極和電路屏(圖9一la、b、c、d)等。

電解池的電位場和電力簣

當有一個電壓附于電解池的兩個電極之間時，電解池空間的每一個點就立刻存在著一定的電位，這就是電位場。從本質(zhì)上說，電位場的存在是決定電流在電極上的分布的基礎．考慮到電位場理論在數(shù)學處理上的復雜性，下面僅以弄清概念為目的來討論這個問題。

設有一個矩形截面的電解池，兩線狀金屬電極置千池內(nèi)中心線上(圖9·2)。由于金屬的導電性比電解液要大幾百萬倍，可以認為金屬電極表面上的每一點都是等電位的。在電解液中，由附加于兩電極間的電壓所產(chǎn)生的電位場如圖9-2所示。圖中每條鹽線都表示一個垂直子書面的電位相等的面，稱為等位面?？梢钥吹?，靠近電極的等位面有著同電極相似的形狀，離電極愈遠，等位面的形狀就改變得愈多。以電位場為基礎，從電極出發(fā)作出周每個等位面正交的點的軌跡，就得到電力線(圖9-3的實線)。每一條電力線表示一定量的電流強度。在等位面(圖9-3中的虛線)空間密度大的部位，電力線較多，表示在那里的電、流也愈大。這種情況，可比作畫有等高線的地形圖。在圖9-4所示的等高線地形圖中，r每一對相鄰的等高線表示高度相差20米的地形，等高線密度大的部位(圖中的AB部位，與圖9-3中等位線密度大的部位相當)，地形坡度大，當下雨時，自山頂A到B點的水流必然急速傾胃而下(相當于圖9-2所示電力線多，電流大的情形)I反之，在等高線密度小(圖中的CD部位)，地形坡度小，水流速度就要小得多了。后一情況類似圖9—3所示的電力線分布較稀的情形。等位線的分布，與電解池內(nèi)電極的布置關系重大，圖9-5表示兩線狀電極自電解池中心線向右移動后的電位場改變的情形。

二次電流分布的產(chǎn)生

當電流通過電解池時，如果電極反應過程所產(chǎn)生的極化不被忽視，也就是把電化學因素考慮在內(nèi)，則此時在陰極表面各部位上的電流分布稱做二次電流分布。顯然，二次電流分布就是接近于實際情況的電流分布。在固定幾何條件的情形下來研竅二次電流分布，就相當于研究電化學因素對電流分布的影響。

二次電流分布的計算

設由于遠近陰極與陽極間的電解液電阻所引起的電壓降分別為E_遠和E_近，再設陽極和遠近陰極的電位分別為ψ_遠和ψ_近，如果把金屬電極和金屬導線的電阻(一般是十分小的)忽略不計，則當電流通過圖9一11所示的電解池時，在遠陰極與陽極和近陰極與陽極間這兩個分路上的電壓降應分別為： ．

近陰極與陽極間的電壓降=E_近 (ψ_陽一ψ_近)

遠陰極與陽極間的電壓降=E_遠 (ψ_陽一ψ_遠)

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電流分布。urmni dislributmn },'L},}},} FP } Yii'W } 極表面」幾的分布情況.由于正‘負電極的形狀和配置，兩極間 電力線的分布是不均勻的，因此引起的不均勻電流稱為初次 電流分布;由j飛電極的電勢分布不均勻，以及電池通電后電解 液的濃度發(fā)生改變，在電極表面產(chǎn)生不均勻極化，形成所謂二 次電流分布;以上‘兩種原因的電流分布疊加形成表觀的電流 分布。電流的不均勻分布降低了電池的空時產(chǎn)率，且易引起 電極腐蝕。應根據(jù)其產(chǎn)生原因減緩之。

《高速鐵路牽引網(wǎng)軌道回路電壓電流分布及綜合接地系統(tǒng)》的內(nèi)容及其相關研究具有較強的系統(tǒng)性、理論性、實用性和針對性，反映了現(xiàn)代接地系統(tǒng)設計的理念和未來鐵路綜合接地系統(tǒng)的發(fā)展方向，可供廣大設計技術人員、電氣工程師和信號設備專業(yè)人員參考。

0緒論

1交流電氣化鐵道牽引軌回路及接地系統(tǒng)

1.1概述

1.2接地基礎理論與接地系統(tǒng)

1.3直接接觸防護和非直接接觸防護的基本要求

2牽引網(wǎng)軌道回路電壓電流分布

2.1牽引供電系統(tǒng)回流及鋼軌電位研究分析的一邊界條件

2.2多重接地系統(tǒng)下的鐵道信號傳輸工作電路與牽引供電回流和閃絡保護通道

2.3鋼軌電位與鋼軌電流

2.4鋼軌電位與接地

3牽引網(wǎng)回路數(shù)學建模及計算分析

3.1導線內(nèi)阻抗計算

3.2架空導線一大地回路阻抗計算

3.3埋地裸導線相關電氣參數(shù)計算

3.4基礎理論傳輸線理論

3.5牽引網(wǎng)電路特點及其計算機解法

3.6AT牽引網(wǎng)計算分析方法

3.7鐵路綜合接地的系統(tǒng)參數(shù)與相關導線選型

3.8小結

4鐵路綜合接地的系統(tǒng)設計

4.1概述

4.2牽引供電子系統(tǒng)的電氣接地及對綜合接地系統(tǒng)的要求

4.3信號子系統(tǒng)綜合接地及電磁兼容要求

4.4接地系統(tǒng)工程的總體設計

4.5牽引供電子系統(tǒng)電氣接地及相關的土建工程接口設計

4.6接地極系統(tǒng)的設計及新材料工藝技術的應用

4.7接地系統(tǒng)的設計施工注意事項

4.8接地導體之間的連接和施工注意事項

5鐵路綜合接地系統(tǒng)的工程實施方案

5.1綜合接地系統(tǒng)的相關設施和一般原則

5.2路基和軌道工程的綜合接地系統(tǒng)實施方案

5.3橋梁區(qū)段綜合接地系統(tǒng)的實施方案

5.4隧道區(qū)段綜合接地系統(tǒng)的實施方案

5.5站場區(qū)段綜合接地系統(tǒng)的實施方案

5.6鐵路沿線相鄰相關設施的綜合接地實施方案

5.7綜合接地的工程量參考清單

6綜合接地的測量與驗收方法

6.1一般要求

6.2阻抗測量方法

6.3鐵路綜合接地系統(tǒng)軌道電位和設備電位測量方法

6.4電氣完整性測量

6.5其他

6.6中間檢查和驗收測量

結語

參考資料 2100433B