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高速铁路综合信号楼及其邻近信号塔接地系统雷电性能研究
| 论文题名： | 高速铁路综合信号楼及其邻近信号塔接地系统雷电性能研究 |
| 关键词： | 高速铁路;综合信号楼;通信信号塔;接地系统;雷电性能 |
| 摘要： | 高速铁路轨道电路系统是通信信号系统重要组成部分，是确保高速铁路行车安全和高效运输的重要环节。但是，我国高速铁路轨道电路室内侧设备的电子电路设计普遍采用浮地结构，无对地过电压防护措施，易在雷击过程中发生地电位反击事故。而安放室内侧设备的综合信号楼及其邻近通信塔因其结构特点具有明显引雷特征，易受雷击。现有的综合信号楼及其邻近通信塔接地系统评估手段没有引入针对轨道电路设备防护方面的评价内容，不能满足当下轨道电路设备雷电防护对接地网评估方法的要求。针对综合信号楼及其邻近信号塔接地系统雷电特性，本文开展的主要研究工作和获得的结论如下。 结合工程实例对现行规范所述情形，基于蒙特卡洛方法，建立了综合信号楼及其邻近信号塔的雷击概率模型，得到了通信塔雷击比例随接地网间隔增加逐渐下降的变化规律; 建立基于矩量法的塔楼接地系统数值计算模型，获得了通信塔冲击接地电阻、通信塔接地点和信号楼环形汇流排在不同雷电流注入位置下的暂态电位分布，进一步分析了接地网连接方式、土壤电阻率和接地网间间隔等因素对各处上述暂态参数的影响，结果显示:对于通信塔和信号楼两部份接地网，与独立连接相比，等电位连接方式能够降低雷击过程中受雷部分的暂态电位升，但会使雷电流对未受雷部分影响加剧，同时，土壤电阻率越高该效果越明显，但随接地网间间隔的变化无统一规律，因受雷部位不同而有所区别; 开展了轨道电路室内侧设备地电位耦合和端口耐压试验，获得了模拟网络盘、音频信号发送器和接收器的地电位耦合特性和端口耐压特性。其中模拟网络盘的地电位耦合系数最高，音频发送器最低，3种设备的端口耐压基本相同，约为4.20kV; 建立基于统计学原理的轨道电路室内侧设备雷击损坏风险评估方法，估算主要设备雷击损坏风险，并以该风险为依据，判定单纯优化接地系统所获得的设备风险下降收益并不明显，需要进一步开展设备级防护，并指出在设备端口对外壳间加装过电压防护装置是最易行且有效的优化手段。 |
| 作者： | 孙峥 |
| 专业： | 电气工程；高电压与绝缘技术 |
| 导师： | 詹花茂 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华北电力大学(北京) |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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