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雷电先导分形模型及高速铁路高架桥区段接触网引雷特性的研究
| 论文题名： | 雷电先导分形模型及高速铁路高架桥区段接触网引雷特性的研究 |
| 关键词： | 高速铁路;高架桥区段;供电系统;接触网;引雷特性 |
| 摘要： | 随着我国经济的快速发展和人们生活水平的提高，运输供需矛盾日趋严重，高速铁路以其快速、运量大和准时的优点得到了大力的发展。我国高速铁路建设里程长，跨越地形地貌复杂，高速铁路的建设过程中大量地使用了高架桥结构。高架桥结构使得高速铁路供电系统对地高度增加，高速铁路更容易遭受雷击。因此，开展我国高速铁路高架桥区段接触网引雷特性的研究具有重要的现实意义。本文主要研究了我国高速铁路高架桥段接触网的引雷特性及其影响因素。 本文结合雷电先导分形理论，考虑我国高速铁路高架桥架设的实际情况，利用MTLAB编程建立了高速铁路高架桥雷电先导分形发展模型，分析了高速铁路高架桥接触网的雷击特性，得到了高速铁路高架桥的雷击分形发展路径和空间电场分布图。研究结果表明:雷电先导分形的发展路径体现了雷电具有的朝着空间场强最大方向发展的确定性和分形发展的随机性;雷电先导经过多次的分形发展后击中地面的目标物，雷电先导最后跃变的高度大多在80m-120m的范围。 考虑我国高速铁路供电系统特点，研究了接触网和馈线工作电压、高速铁路高架桥高度和雷电流幅值对雷电先导分形发展下高架桥空间电场分布的影响。研究结果表明:考虑接触网和馈线上的工作电压时，接触网和馈线附近的空间电势略大于不考虑工作电压的空间电势;高速铁路高架桥高度对高架桥周围空间电场的影响较大;雷电流幅值的差别对雷电下高速铁路高架桥空间电场的分布和雷电先导通道的发展有很大的影响。 最后研究了雷电流幅值、雷电先导起始侧面距离、雷电先导分形起始高度和高架桥高度对高架桥接触网的引雷特性影响规律。研究结果表明:随着雷电流幅值的增加，高速铁路高架桥馈线的引雷能力增强;随着雷电先导起始侧面距离增加，雷击左右馈线的概率降低，雷击高架桥桥面及地面的概率增大;随着雷电先导分形起始高度的增加，馈线的雷击概率减小;随着高架桥高度的增加，馈线的雷击概率越大。高度为0m的高架桥馈线引雷范围为80m;高度为30m的高架桥的引雷范围为145m。随着高架桥高度的增加，高架桥馈线的引雷范围增大，雷击问题更严重。 |
| 作者： | 陈奎 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 范建斌 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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