高鐵綜合接地系統(tǒng)多源信號響應特性及接地效果研究.pdf

1、綜合接地系統(tǒng)是高速鐵路特有接地系統(tǒng)，是高鐵安全運營的重要保障。綜合接地系統(tǒng)既為各種強電和弱電設備提供等電位接地平臺，也為機車牽引電流提供工作回流路徑，同時還要為故障短路電流及雷擊電流提供保護泄流通道。綜合接地系統(tǒng)中流過的上述信號在幅值及頻率等方面均存在較大差異，作為公共連接點，綜合接地系統(tǒng)對不同類型的信號所呈現(xiàn)出的接地阻抗、耗散規(guī)律、分布特性等都有所區(qū)別，研究綜合接地系統(tǒng)中不同信號的傳播散流特性及系統(tǒng)的響應特性差異，有助于針對不同情況建

2、立更為精確的綜合接地系統(tǒng)仿真模型，為分析接地系統(tǒng)在不同信號作用下的電位分布提供理論支撐，進而為供電和信號設備的安全分析提供依據(jù)。
　　本文首先針對機車牽引回流在綜合接地系統(tǒng)中的傳播特點，建立了綜合接地貫通地線分布式參數(shù)模型，采用諧波含有率等效阻抗計算方法，反映牽引回流高次諧波在貫通地線上的肌膚效應現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，牽引變電所接地網(wǎng)遠端回流時，電流沿貫通地線呈顯著的衰減趨勢，衰減長度約100m，同時，隨著土壤電阻率減小、貫通地線半徑及

3、埋設深度和長度增加，系統(tǒng)等效電阻減少；接地網(wǎng)近端回流時，接地網(wǎng)是牽引電流主要傳播途徑，系統(tǒng)等效電阻很穩(wěn)定。此外，分析了牽引短路電流侵入綜合接地系統(tǒng)時的情況，接地網(wǎng)遠端短路時地線有效泄流長度約120m，近端短路時短路電流大部分侵入接地網(wǎng)，系統(tǒng)等效電阻很穩(wěn)定。
　　接著，建立了綜合接地貫通地線雷擊特性模型。針對雷電流幅值高的特點，分析了火花放電對貫通地線響應特性的影響，獲得了貫通地線火花放電區(qū)域范圍及有效散流長度。同時分析了雷電流幅值

4、、波頭、土壤電阻率及貫通地線長度對貫通地線頻域阻抗的影響，發(fā)現(xiàn)貫通地線低頻等效阻抗穩(wěn)定，高頻等效阻抗受各因素變化影響較大。另外，利用CDEGS軟件構建了綜合接地系統(tǒng)的三維空間結構仿真模型，分析了接觸網(wǎng)支柱頂端遭受雷擊時，貫通地線、PW線及支柱基礎等主要泄流部分的沖擊特性及散流規(guī)律。
　　最后，建立了―分流系數(shù)及―貫通地線等效電阻兩個評價指標?？紤]PW線對分流系數(shù)的影響及―鋼軌-貫通地線互感對貫通地線等效電阻的影響，推導了兩個指標的