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高速电气化铁路牵引回流及钢轨电位特性研究
| 论文题名： | 高速电气化铁路牵引回流及钢轨电位特性研究 |
| 关键词： | 高速电气化铁路;牵引回流;钢轨电位;数学模型;仿真模型 |
| 摘要： | 随着时代的发展和我国国民经济的持续增长，客运、货运运量严重饱和，运能与运量矛盾非常突出。发展高速铁路是解决客运供需矛盾的重要手段之一。与普速铁路相比，电气化铁路高速区段因牵引负荷大、列车负载率高，牵引回流大，使得钢轨电位过高现象非常明显。钢轨电位升高必将对沿线设备和人员生命安全造成威胁，容易引起同轨道相连的信号设备的功能不良或故障，加速钢轨与轨枕间绝缘垫板的老化，造成牵引回流异常等情况。因此，对于高速区段必须采取适当的技术措施，设法降低钢轨电位，以避免由于钢轨电位过高而引起的经济损失和重大事故。本文对高速铁路牵引回流钢轨电位进行了系统研究。 首先以实测数据为基础，从钢轨电流角度入手，揭示了钢轨电位形成机理。推导了钢轨电流、钢轨电位数学模型、利用无限长圆棒形电极模型，推导了钢轨附近地表电位数学模型；提出了钢轨电位、电流表征参数，通过实测数据对比验证理论分析的正确性。 在MATLAB/SIMULINK环境下，搭建了牵引供电接地回流系统仿真模型。从牵引变压器接线方式、牵引网供电方式、电力机车类型、钢轨漏泄阻抗等方面研究了钢轨电位影响因素，并给出了相关影响因素对钢轨电位的影响程度。从跨步电压、钢轨雷击过电压等方面，分析了钢轨电位对人身安全和设备正常运行的影响；推导出了跨步电压数学模型、计算了接触网雷击过电压使得钢轨电位升高的概率。 结合理论分析及现场实测数据提出了钢轨电位抑制措施，评估了相关措施对钢轨电位的抑制效果。最后基于VB平台，开发了一套钢轨电位、电流综合分析系统。可以对不同供电制式、不同工况下钢轨电位、电流分布进行评估。 本文的研究有助于提高电气化铁路系统运营的可靠性、安全性；为线路的设计与施工提供一定的理论基础和参数依据。 |
| 作者： | 雷栋 |
| 专业： | 高电压与绝缘技术 |
| 导师： | 吴广宁 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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