长大隧道内牵引回流分布与钢轨电位计算分析

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1、国内图书分类号：TM922国际图书分类号：621．3西南交通大学研究生学位论文密级：公开年姓级2Q1．!专二。一四年五月ClassifiedIndex：TM922U．D．C：621．3SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisCALCULATIONANDANALYSISOFTHEDISTRIBUTIONOFRAILTRACIONRETURNCI爪RENTANDRAILPOTENTIALINLONGANDLARGETI见州ELGrade：2011Candidate：ZhaoZhoujianAcademicDegreeAppliedfor：M

2、asterSpeciality：ElectricalEngineeringSupervisor：LiQunzhanMay．2014西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密√使用本授权书。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：蠡已霄喹指导老师签名：日期：孰时【b日期：

3、30t4．5．I6西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1、在MATLAB／SIMULINK环境中，搭建了青藏铁路西格线关角隧道内外的牵引供电回流仿真系统。具体包括牵引变电所、牵引网、电力机车、钢轨、钢轨漏泄阻抗等模块。对不同工况下的牵引回流和钢轨电位分布进行了仿真研究。2、分析了导线自阻抗和互阻抗的两种计算模型与计算方法一基于半无限平面大地模型的Carson计算方法和基于四周无限大地圆形隧道模型的Tylavsky计算方法在计算导线阻抗时的差异及其原因，以及两种导线阻抗计算结果在计算关角隧道内牵引回流分布、钢轨电位、牵引网短路阻抗等内容时

4、的差异。3、比较了考虑导线电容和忽略导线电容两种情况对牵引回流和钢轨电位分布、牵引网短路阻抗计算等的影响。4、研究了钢轨漏泄电导、综合地线与钢轨连接间距、上下行钢轨横连间距等因素对关角隧道内外钢轨电位的影响结果，提出了抑制钢轨电位的对应措施。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名麟日期：b(乍jt【b西南交通大学硕士研究生学位论文第1页

5、摘要近年来，我国高速铁路建设全面展开。与普速铁路相比，电气化铁道高速区段因机车功率大、列车负载率高、列车速度快、钢轨漏泄阻抗高等因素作用，使得钢轨电位过高现象非常明显，容易对沿线信号设备和工作人员人身安全造成危害。而我国近60％的电气化铁路在山区修建，列车需在长大隧道中运行，牵引供电系统所处环境与普通运行环境相比有明显不同。本文对长大隧道内的牵引回流分布和钢轨电位进行了仿真研究。首先，以青藏铁路西格线关角隧道内的牵引网参数为基础，计算对比了导线自阻抗和互阻抗的两种计算公式一基于半无限平面大地模型的Carson公式和基于四周无限大地圆形隧道模型的Tylavsky公式在计算导线阻抗时的差异

6、，并研究了大地电阻率和频率对计算差异的影响。其次，讨论了西格隧道内的综合接地系统问题，在MATLAB／SIMULINK环境下，搭建了关角隧道内外的牵引供电系统仿真模型，采用Carson计算公式和Tylavsky计算公式两种方法计算导线阻抗，分析了综合接地系统对牵引回流和钢轨电位的影响，仿真比较了隧道内外不同工况下的牵引回流和钢轨电位分布，计算了隧道内外接触线一钢轨短路和接触线一回流线短路情况下的牵引网短路阻抗，并比较分析了导线电容对上述内容的影响。最后，探讨了钢轨漏泄电导、综合地线与钢轨连接间距、上下行钢轨横连间距等因素对钢轨电位的影响，得出了相应结论。关键词：长大隧道；阻抗计算；牵引

7、回流；钢轨电位；仿真分析西南交通大学硕士研究生学位论文第

8、

9、页AbstractInrecentyears，theconstructionofthehigh—speedrailwaylinesisinfullswing．Incomparisonwiththegeneralspeedrailway,thephenomenonofhighrailpotentialisvisibleatthehigh-speedrailwaybecauseoftheh