【摘 要】
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随着国家经济的飞速发展,高速铁路行业具有广阔的发展前景,已经成为国家名片,也对列车运营质量提出了更高的要求。高速铁路由于其牵引功率的加大,牵引电流也不断增大,电流对周围金属管线和电子设备存在更强的电磁干扰,对人员和设备存在潜在威胁。考虑到高速铁路牵引供电系统电磁环境的复杂性,本文将其分为铁路系统内外两部分来研究。首先分析铁路系统外部的电磁环境,围绕接触网周围空间电场对工作人员及旅客健康的影响展开,
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随着国家经济的飞速发展,高速铁路行业具有广阔的发展前景,已经成为国家名片,也对列车运营质量提出了更高的要求。高速铁路由于其牵引功率的加大,牵引电流也不断增大,电流对周围金属管线和电子设备存在更强的电磁干扰,对人员和设备存在潜在威胁。考虑到高速铁路牵引供电系统电磁环境的复杂性,本文将其分为铁路系统内外两部分来研究。首先分析铁路系统外部的电磁环境,围绕接触网周围空间电场对工作人员及旅客健康的影响展开,从边界形状、场域范围、电场维数、介质种类和计算精度五个方面分析比较,选择了模拟电荷法与基于有限元软件ANSYS的有限元法作为计算电场的基本方法,分别对侧式站台与岛式站台进行了详细的数值计算与对比分析,最后考虑建筑和列车的影响,得出接触网周围空间电场的变化规律,给出是否超过规定限值的结论及相应的防护措施。接下来分析铁路系统内部的电磁环境,具体表现为高速铁路牵引供电系统对通信及信号设备的干扰。尽管AT供电方式与综合接地系统都能有效的降低对信号电缆的电磁影响,但贯通地线与信号电缆近距离敷设,列车通过时贯通地线对信号轨道回路会产生干扰,目前贯通地线已经成为铁路系统内部对信号电缆电磁影响的新因素。通过建立AT供电系统牵引网数学模型以及节点电压模型,根据钢轨电位与钢轨电流数据对比,验证出模型的准确性与适用性。重点分析贯通地线参数对于电位与电流的影响,结合磁耦合计算公式分别得到正常状态与短路状态的信号电缆感应电动势,得出结论:正常状态下长度超过4km的信号电缆已经超出规定的长期最大感应电动势60V的限值,短路状态下15km长度信号电缆产生的感应电动势已经对其安全可靠性构成了威胁,并给出相应的防干扰措施。
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