高速鐵路弓網離線放電騷擾源輻射特性研究.pdf

1、高速動車組的電磁環(huán)境復雜，研究電磁騷擾源、提高電磁兼容性變得越來越重要。弓網離線放電是高速鐵路中重要騷擾源之一，也是眾多電磁兼容問題的核心之源。其產生的電磁騷擾頻率范圍很寬，通過輻射耦合的方式可進入車載通信系統(tǒng)，對敏感設備造成干擾。由于弓網離線放電與列車運行速度及環(huán)境等眾多因素相關，難以通過鐵路現(xiàn)場實測來分析它的輻射特性。
　　本文從弓網離線放電的產生機理出發(fā)，通過計算機仿真和模擬實驗平臺測量等方法對高速鐵路弓網離線放電騷擾源的輻

2、射特性進行了研究。首先，基于弓網離線放電的產生機理，建立了弓網離線放電機理的等效電路模型，分析了列車正常運行、接觸網覆冰兩種情況下的弓網離線放電電壓電流特性。第二，通過對列車行駛過程中弓網離線全過程的分析，建立了弓網離線放電發(fā)生模型，分析列車行駛過程中發(fā)生弓網離線放電的規(guī)律，重點研究了列車運行速度對放電發(fā)生頻率的影響。第三，根據弓網離線放電的產生機理和弓網物理結構，搭建了弓網離線放電輻射特性模擬實驗平臺，能夠模擬不同列車運行速度時的弓網

3、離線放電現(xiàn)象。第四，根據弓網離線放電電弧特點，提出了一種使用脈沖作為參考源的測量方法，即采用脈沖寬度小于2.5倍混響室時間常數的周期非調制脈沖信號作為參考源，在混響室中對弓網離線放電的總輻射功率進行測量。最后，通過結合模擬實驗平臺測量和電磁場數值仿真結果，計算了高速鐵路弓網離線放電在各位置處的輻射場及場的衰減特性，提出了計算車頂天線輻射耦合功率的方法。
　　本文的主要創(chuàng)新點具體如下:
　　一、首次分析了接觸網覆冰導致的弓網離

4、線放電電壓電流特征，為凍雨極端天氣時弓網離線放電產生的騷擾研究提供了理論參考。
　　二、設計并建立了弓網離線放電模擬實驗平臺，通過結合縮尺模型技術，用于模擬高速鐵路中不同列車運行速度時的弓網離線放電現(xiàn)象。該實驗平臺能夠連續(xù)2小時穩(wěn)定的放電，為弓網離線放電輻射特性的研究提供了實驗環(huán)境保障。
　　三、提出了混響室脈沖參考測量法。該方法可用于測量周期短脈沖信號總輻射功率，是在實驗室內研究弓網離線放電輻射特性的有效方法。
　　

5、四、提出了一種計算弓網離線放電輻射場的方法。通過結合模擬實驗平臺測量和電磁場數值仿真，解決了仿真模型中騷擾源重塑的問題，為研究弓網離線放電的輻射特性和預測對車載敏感設備的輻射騷擾提供了方法。
　　這些成果對提高高速動車組的電磁兼容性具有一定的理論價值和指導意義。其中，弓網離線放電等效電路模型和放電發(fā)生模型可用于分析騷擾源的電壓電流特征，研究不同列車運行速度時的放電發(fā)生規(guī)律;弓網離線放電模擬實驗平臺可應用于研究不同列車運行速度時的弓