高速铁路路基地段综合接地系统暂态电路模型研究

发布时间：2017-05-17 15:00

  本文关键词：高速铁路路基地段综合接地系统暂态电路模型研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,由于铁路运输供需矛盾日益剧增,我国高速铁路也相应地得到快速发展。但是我国铁路分布广阔,经过的地区地理、气候等条件相差比较大,容易发生雷击事故。综合接地系统可以为雷电流提供泄流通道,所以建立高速铁路综合接地系统路基地段雷击暂态电路模型的意义就尤为重要。 已知的研究成果仅止于单独的接地极和接地网的冲击响应以及正常工况下综合接地系统的电路模型,而当雷电流通过综合接地系统时,综合接地系统的模型及冲击响应特性尚未有明确的研究成果。目前为止,在电力系统方面国内外学者们都对接地系统暂态特性进行了研究,但是高速铁路综合接地系统是可以保障高速铁路运营安全的系统,和电力系统接地网与接地极之间有很大的差异。 本论文依据高速铁路路基地段综合接地系统的实际情况,建立了其暂态电路模型。首先,将电路模型进行分段,使每一分段的导体长度l和导线的横向尺寸都远小于电磁波的波长,也就是可以忽略导体上推迟效应,分段导体对于作用其上的暂态电流而言满足准静态场假设,如此就可以用稳态计算方法来计算暂态电路模型。其次,建立了高速铁路路基段综合接地系统的暂态电路模型,并结合平均电位法和镜像法,提出了一种计算地上导体和地下导体耦合参数的方法,从而计算出导体间容性耦合及阻性耦合参数。再次,将雷电流注入PW线,通过考察相邻的贯通地线和钢轨上的电压大小,将电路模型的计算结果和CDEGS仿真计算的结果进行了对比,从而验证了本论文所建暂态电路模型的正确性及可行性。最后,在PSCAD中利用电路模型计算结果,分别搭建考虑耦合和不考虑耦合两种情况下的电路模型,分别考察两种情况下贯通地线以及钢轨的电位和电流,表明注入雷电流时考虑耦合和不考虑耦合之间响应的差别。本文提出的平均电位法结合镜像法的方法可以用来计算两种不同介质中长直导体间的耦合参数。建立的电路模型简易、可行,是研究高速铁路路基地段综合接地系统雷击暂态响应的基础。
【关键词】：暂态电路模型 综合接地系统 高速铁路 CDEGS PSCAD
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U238;U213.1;TM862
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-20
• 1.1 课题研究背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-18
• 1.2.1 接地网暂态电路模型研究现状12-15
• 1.2.2 高速铁路综合接地系统暂态电路的研究现状15-18
• 1.3 本文研究的主要内容18-20
• 第2章 综合接地系统冲击暂态电路模型结构分析20-32
• 2.1 高速铁路路基地段综合接地系统的构成20-24
• 2.1.1 路基地段综合接地系统设计20-22
• 2.1.2 路基地段综合接地系统实施方案22-24
• 2.2 高速铁路路基地段综合接地系统暂态电路结构24-31
• 2.2.1 综合接地系统导体分段长度的选取24-30
• 2.2.2 综合接地系统的电路拓扑结构30-31
• 2.3 本章结论31-32
• 第3章 路基地段综合接地系统暂态电路模型参数的计算32-44
• 3.1 非同种介质中导体间耦合参数的计算32-41
• 3.1.1 非同种介质中导体间容性耦合参数的计算32-40
• 3.1.2 非同种介质中导体间阻性耦合参数的计算40-41
• 3.2 同种介质中导体间耦合参数的计算41-42
• 3.2.1 同种介质中导体间容性耦合参数的计算41-42
• 3.2.2 同种介质中导体间阻性耦合参数的计算42
• 3.3 其他参数的计算42-43
• 3.4 本章结论43-44
• 第4章 路基地段综合接地系统暂态电路模型的验证44-56
• 4.1 综合接地系统暂态电路模型计算结果的验证44-52
• 4.1.1 路基地段综合接地系统各导体相对位置分析44-45
• 4.1.2 路基地段综合接地系统暂态电路模型参数计算示例45-49
• 4.1.3 路基地段综合接地系统冲击响应结果对比验证49-52
• 4.2 电磁耦合对综合接地系统冲击响应的影响研究52-55
• 4.2.1 电磁耦合对综合接地系统冲击响应电流的影响52-53
• 4.2.2 电磁耦合对综合接地系统冲击响应电位的影响53-55
• 4.3 本章结论55-56
• 结论56-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果63-64
• 参与的科研项目64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：373698