轨边通信线缆的电磁兼容性研究
本文选题:串扰 + 仿真 ; 参考:《北京交通大学》2016年硕士论文
【摘要】:电气化铁道中轨道上的牵引回流产生的电磁骚扰可能对轨边设备造成电磁干扰,导致信号失灵,进而影响列车的正常运行。因此对列车轨边通信线缆的电磁兼容技术的研究具有重要的工程和学术意义。本文以传输线理论为基础,以试验为主,深入研究国内某条线路轨边通信线缆的电磁干扰问题,并给出了工程解决方案。首先分别利用电路理论和传输线原理,结合实际工程背景,建立线缆仿真模型,给出不同理论下的建模方法。并且针对传输线模型,通过推导得到分布参数的计算方法。同时分析猪尾巴效应和多层屏蔽层对线缆串扰的影响。基于这些模型,利用MATLAB进行仿真运算,分析猪尾巴效应和屏蔽层对线缆串扰的影响。结合实际工程背景,针对不同的线缆类型和猪尾巴效应两种情况,通过电磁仿真软件建立线缆串扰模型。通过线缆间串扰耦合系数的计算,确定猪尾巴、线缆型号对线缆串扰的影响。得到的仿真结果和理论具有一致性,验证了理论的正确性。为了研究轨边通信线缆故障原因,在现场搭建试验平台检测通信线缆的骚扰。分析列车经过和无车经过时,线缆间差模骚扰电压、线缆钢铠屏蔽层的骚扰电流和通信线屏蔽层的骚扰电流的变化情况。并且基于这些数据分析出主要的骚扰源。计算线缆屏蔽层的屏蔽效能,分析屏蔽层对串扰的影响。根据线缆现场情况,在实验室搭建模拟实验平台。采用电快速瞬变脉冲群实验模拟现场线缆屏蔽层的脉冲骚扰电流,采用磁场脉冲实验模拟现场近场磁场的骚扰。针对线缆型号、不同屏蔽层接地线之间距离、裸露线缆等参数对线缆的影响进行实验。最终提出轨边通信线缆布线的建议和方案,为实际轨边线缆工程化布线设计提供一定帮助。
[Abstract]:The electromagnetic disturbance caused by the traction reflux on the electrified railway may cause electromagnetic interference to the rail side equipment, which will lead to the signal failure, and then affect the normal operation of the train. Therefore, it is of great engineering and academic significance to study the EMC technology of train rail communication cable. On the basis of transmission line theory and experiment, this paper deeply studies the electromagnetic interference of communication cable on the rail side of a certain line in China, and gives the engineering solution. Firstly, using the circuit theory and transmission line theory, combining with the actual engineering background, the cable simulation model is established, and the modeling methods under different theories are given. According to the transmission line model, the calculation method of distribution parameters is derived. At the same time, the effects of pig tail effect and multilayer shielding layer on cable crosstalk are analyzed. Based on these models, the effects of pig tail effect and shielding layer on cable crosstalk are analyzed by MATLAB simulation. According to the actual engineering background, the cable crosstalk model is established by electromagnetic simulation software for different cable types and pig tail effect. The influence of pig tail and cable type on cable crosstalk is determined by calculating the coupling coefficient between cable and cable. The simulation results are consistent with the theory, and the correctness of the theory is verified. In order to study the fault cause of rail-side communication cable, a test platform was set up to detect the disturbance of communication cable. The variation of the disturbance voltage between cables, the disturbance current of steel armour shield layer and the disturbance current of communication line shield layer are analyzed. Based on these data, the main source of disturbance is analyzed. The shielding efficiency of cable shielding layer is calculated and the influence of shield layer on crosstalk is analyzed. According to the cable field situation, the simulation experiment platform is built in the laboratory. The electric fast transient pulse group experiment was used to simulate the disturbance current of the field cable shielding layer, and the magnetic field pulse experiment was used to simulate the field near field magnetic field disturbance. Experiments were carried out on the influence of cable type, distance between different shielding layers and bare cable on cable. Finally, the proposal and scheme of rail side communication cable wiring are put forward, which provides some help for the practical design of rail side cable engineering cabling.
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U285;TN03
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,本文编号:1813302
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