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高速动车组车体过电压及车体电磁场分布特性研究
| 论文题名： | 高速动车组车体过电压及车体电磁场分布特性研究 |
| 关键词： | 高速动车组;车体过电压;瞬变电磁场;分布规律 |
| 摘要： | 高速铁路是当代高新技术的集成，凭借输送能力强、速度快、环保等一系列优势，逐步发展成为我国重要的运载工具。动车组作为高速铁路的核心组成部分，保障其安全可靠运行是提高高铁服务质量的重要标准。由于我国高速铁路跨越地域广，所处环境不同、气候差异大，高速动车组发生雷击短路、车顶绝缘子闪络、高压箱异常短路时有发生，一方面易造成车体产生过电压，车体过电压容易造成车载控制、通信系统电磁干扰、逻辑混乱甚至造成元器件损坏，并且车体过电压导致车体电位的抬升，易造成转向架轴承击穿，大量牵引电流通过轴承，引起轴承电蚀，以及导致接地碳刷异常磨损;另一方面使得车体周围产生瞬变电磁场，瞬变电磁场易使车载电器设备产生感应过电压，威胁其安全工作，严重时甚至影响列车的安全运行。因此，准确解析短路工况时，车体过电压分布规律，对车体接地方式进行优化改进从而抑制车体过电压以及保证过电压的正常泄流;通过对车体表面和内部电磁场的准确计算不仅能给深入研究车体电磁分布规律奠定基础，还能有效的制定电磁防护措施以提高车体的运行可靠性。 本文以高速动车组实体为对象，建立了高速动车组——接触网——变电所的等效电路模型，对雷击车体过电压、绝缘子闪络车体过电压、高压箱短路车体过电压的产生机理进行分析，根据电磁场理论构建符合实际车体的三维电磁场有限元计算模型，研究了正常工况下车体电磁场分布规律。 通过分析雷击车体过电压、车顶绝缘子闪络车体过电压、高压箱短路车体过电压的产生机理，利用PSpice构建等效的电路结构，分析车体过电压的分布规律，探明了其幅值大小、持续时间。研究了增加接地电阻对雷击车体过电压的影响，以及接地电器阻值对车体冲击过电压幅值的影响，建议接地电阻器阻值取0.1Ω最好。 根据电磁场理论构建了雷击、高压箱短路的车体三维电磁场有限元计算模型，研究了雷电流为6kA时车体横截面、轴面、纵截面上车体电磁场分布规律，以及高压箱短路时电流为4kA时车体的电磁场分布规律，探明了场强最高的分布区域;对车体电磁场进行现场试验分析，验证了试验结果与仿真结果一致，且进一步明确车体电磁场的分布。 |
| 作者： | 杨帅 |
| 专业： | 控制科学与工程 |
| 导师： | 曹保江 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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