高速铁路信号系统的雷电暂态模型研究

信号系统是高速铁路的控制中枢,也是容易遭受雷击的薄弱环节,为了实现信号系统防雷故障的定量分析,需要建立信号系统的雷击仿真模型。通过测试获得系统中设备的散射参数、进行导纳参数转换,采用矢量匹配法获得导纳函数的极点分布。利用电路综合理论建立系统的差模和共模雷电暂态仿真模型,并通过实验室暂态响应试验验证模型的有效性,仿真结果与试验结果误差在5%以内。基于该模型建立包括接触网在内的整个信号系统雷电暂态模型,分析雷击接触网时各信号设备的雷击过电压,并结合设备的绝缘耐受水平分析信号系统中雷电防护的薄弱环节,所获结果可以用于指导高铁信号系统的防雷设计和故障分析。     

基于层次分析法的高速铁路信号系统雷害风险评价

为有效应对雷电灾害的威胁,建立一套基于定量计算的、多层次分析信号系统雷害风险评价方法;根据线路信息和雷电参数信息,利用雷击瞬态模型计算信号设备接口雷击过电压,并与信号设备自身耐雷电冲击水平进行比较计算,得到信号子系统雷害风险等级;根据风险评价结果采取相应措施,规避不可接受风险.     

《高速铁路信号系统雷电防护技术研究》正式出版

本书为“高速铁路基础研究与技术创新丛书”之分册。随着铁路信号设备中电子元件的不断运用和铁路运输的日益繁忙,针对我国高铁运行环境和设备特点,开展高铁信号系统雷击电磁瞬态防护理论和方法研究迫在眉睫。本书主要从解决雷击电磁瞬态定量分析和雷击电磁瞬态多途径耦合定量分析2个问题切入进行详细介绍。     

铁路通信信号设备防雷相关标准的差异分析

介绍当前铁路通信信号设备雷电防护试验所依据的标准情况。从标准间关系、使用范围、试验方法、结果判定等几个方面,分析TB/T 3074—2017《铁路信号设备雷电电磁脉冲防护技术条件》和TB/T3498—2018 《铁路通信信号设备雷击试验方法》 2个标准的差异,并结合当代雷电电磁脉冲技术水平,对选择合适的标准开展雷电防护试验,提出参考建议。     

宜万铁路站场通信信号综合防雷技术

雷击发生时,雷击放电诱发雷击电磁脉冲过电压和过电流,经站场电源系统、通信信号传输通道、接地系统及建筑物直击雷防护系统,通过传导、感应的方式损坏站内通信信号设备及网络通信设备,造成严重损失。宜万铁路站场雷电防护主要采用了直接雷防护(避雷针防护)和雷击电磁脉冲防护方案,详细介绍了两种防护方案的设置要求和主要设备情况。     

2006版《铁路信号维护规则》解读(十四)

16 信号设备雷电电磁脉冲防护与接地 信号设备雷电及电磁脉冲防护、接地,是改善信号设备运用环境,减少电磁脉冲、雷电危及设备、人身安全的有效手段.     

香港地区电气化铁路直流电力牵引系统电力电缆的雷电过电压分析

针对香港地区的电气化铁路直流电力牵引系统,采用电力系统仿真计算软件EMTP研究直流电力牵引系统中电力电缆上的雷电过电压.在分析直流电力牵引系统结构的基础上,分别构建接触网、支柱与其他竖直导体、绝缘子、避雷器和接地电极的电路仿真模型,搭建了1个完整的直流电力牵引系统EMTP仿真模型.在建模过程中考虑了土壤的非线性离子化特性和绝缘子的闪络特性.以香港地区某电气化铁路的牵引系统为例,计算不同雷击位置下电缆槽中电力电缆上的雷电过电压,分析发生绝缘闪络的风险和支柱接地电阻对电力电缆上雷电过电压的影响,建议降低支柱接地电阻以有效减小电力电缆上的雷电过电压.     

城市轨道交通信号系统采集和驱动电路雷击试验方法

通过分析城市轨道交通信号系统采集和驱动电路的工作原理,找到了雷电电磁脉冲的引入途径。结合测试标准要求,分别给出了采集电路、光控可控硅驱动电路和晶体管驱动电路等三种不同接线形式的雷击试验方法。指出了试验过程中需要注意的问题,为城市轨道交通信号采集和驱动电路的防雷设计提供合理的试验方法。     

高速动车组雷电波侵入特性及传播规律研究

高速铁路接触网多架设在高架桥上,受雷击概率较高,动车组将会受到接触网雷击过电压的威胁,因此需探讨雷击接触网时沿接触线入侵至动车组高压系统的雷电过电压特性。通过建立牵引网-动车组整体仿真模型,研究雷击接触网时传播至动车组高压系统雷电波波形特征与车载变压器雷电过电压范围,探究雷击点位置对雷电波传播过程的影响。结果表明:雷击承力索/接触线时,动车组雷电侵入波波前时间在10～20μs,波尾时间在30～50μs;随着雷击点和动车组距离的增加,雷电波幅值逐渐降低,波前时间逐渐增加,波尾时间逐渐减小;车载变压器雷电过电压与避雷器保护水平的比值不大于1.34。雷击馈线时,接触线感应电压波尾时间小于标准雷电冲击波尾时间;车载变压器雷电过电压波形近似为平顶波,波前时间大于标准雷电冲击波前时间,波尾时间小于接触线感应电压波尾时间。     

上道通信信号设备的雷击试验

为了保证综合防雷系统安装的SPD与通信信号设备端口的耐雷电水平协调配合,厂家必须提供设备端口的额定冲击耐受电压水平Uw的数据,因此必须对通信信号设备进行雷击试验。阐述了通信信号设备雷击试验的范围、试验波形的选取、试验法和合格判定标准,并提出加速编制通信信号设备雷击试验的标准。     

铁路信号机房雷电电磁脉冲屏蔽设计与研究

根据雷电电磁脉冲和电磁屏蔽理论,结合闪电频谱的特征、雷击风险评估的应用和几种不同金属材料屏蔽效能的对比,为铁路信号机房的雷电电磁脉冲屏蔽工程提供了一种设计思路,并给出一种屏蔽效能计算和验证的方法。     

超偏载检测装置防雷系统构建

从铁路货车超偏载检测装置雷电过电压及电磁脉冲侵入途径、雷电过电压及电磁脉冲安全防护原则、雷电电磁环境的改善、浪涌保护器的选择、试验与分析等几个方面,介绍超偏载检测装置防雷系统的构建,探讨超偏载检测装置雷电过电压保护和雷电电磁脉冲防护的基本原则和技术要求。     

铁路灾害监测系统监控单元雷电冲击试验研究

监控单元是铁路灾害监测系统的重要组成部分,安置在铁路沿线机房,端口直接与室外设备连接,需要很高的雷电防护水平。依据TB/T 3498—2018《铁路通信信号设备雷击试验方法》的要求,分析铁路灾害监测系统中,监控单元的电源输入输出、数据通信传输、开关量输入输出等端口的功能及接线形式,详细介绍监控单元各外部端口的模拟雷击试验方法,并对试验过程和等级选择进行说明,为验证监控单元外部端口的雷电防护水平提供参考。     

悬浮结构铁路信号设备雷击损坏的原因分析及防护方法探讨

很多铁路信号系统,特别是轨道电路的发送、接收和CAN总线均采用悬浮结构。为了防止出现第三轨问题,雷电防护方案中只加装差模(横向)防护用SPD,共模(纵向)防护是靠系统绝缘特性来承担。可是在实际应用中出现雷击损坏现象多是因为缺少共模防护。通过科研试验数据和现场雷害调查结果,综合分析该类悬浮系统共模雷击损坏特点,并针对防止出现第三轨问题,提出新的共模雷电防护方案供大家参考。     

隔离保护器在铁路防灾系统中的应用

随着科技的发展,电子设备越来越多地应用于铁路防灾安全监控系统(简称防灾系统)。由于铁路防灾系统大多是弱电设备,很容易受到雷电影响,而雷电是每年都会发生的自然现象,因此为保证铁路运输系统的正常运行,有关铁路防灾系统的雷电影响分析与防护工作十分重要。通过对铁路防灾系统中风、雨、雪监测点进行调查与研究,采用增加隔离防护装置的措施,可提高设备的可靠性,降低设备因雷击而损坏的程度。     

铁路通信信号系统雷电浪涌监测研究

针对铁路通信信号系统防雷现状和存在的问题,提出基于雷电监测系统组建铁路通信信号系统雷电监测网,并对铁路通信信号系统雷电监测网具体实施方案以及监测系统组成和设计做了具体介绍。     

基于分形理论的高速铁路高架桥接触网系统雷击空间电场研究

雷击高速铁路高架桥接触网系统的空间电场研究是高速铁路防雷研究的基础。本文采用有限差分法和超松弛迭代法计算雷击高速铁路高架桥接触网系统的空间电场,结合雷电先导分形发展的统计特性和跃变判据确定出相应的模型参数,建立并验证了雷击高速铁路高架桥接触网系统的雷电先导分形模型。通过该模型的仿真,得到接触线和AF线有无工作电压、不同高架桥高度和不同雷电流幅值3种情况下的雷电跃变前一瞬间的空间电场。分析结果得出:接触线和AF线的工作电压、高架桥高度和雷电流幅值均会影响该空间电场的分布,雷电流幅值还会影响该空间电场的数量级大小。     

轨道电路设备雷电冲击传递特性试验研究

为得到轨道电路设备在不同温度、湿度环境下的雷电冲击传递特性规律,搭建不同温度、湿度环境条件下开展雷电冲击响应特性测试的试验平台,开展轨道电路关键设备在不同温度、湿度环境下的共模、差模雷电响应特性试验。研究试验获得在不同温度/湿度情况下的雷电冲击传递特性规律,为优化轨道电路设备雷电防护设计提供参考。试验结果表明：随着环境温度升高,设备共模和差模雷电冲击响应峰值均呈现上升趋势;随着环境湿度升高,设备差模雷电冲击响应峰值呈现下降趋势,设备共模雷电冲击过电压基本不受环境湿度影响。     

高速磁浮列车线缆雷电间接效应的耦合特性研究

磁浮列车与传统轮轨列车相比,磁浮列车由于没有接触网的防护,容易受到直接雷击,雷电流通过车体时产生强烈的瞬态电磁辐射,导致车内线缆上产生感应电压、感应电流.利用CST微波工作室分析在雷电流作用下,高速磁浮车的线缆类型、线缆屏蔽层接地方式、线缆位置,以及多路径击穿条件下对线缆感应电压和感应电流耦合特性的影响,此外,为了验证...     

中速磁浮列车雷电试验及仿真研究

[目的]中速磁浮列车在高架线路上运行时,车身有可能遭受雷击。若中速磁浮列车车体采用复合材料,在遭受雷击时有可能受损甚至被击穿,进而使乘客受到雷击伤害。为此,需要在复合材料车体设计时进行防雷设计,而雷电在列车上的附着点是设计的关键。[方法]制作了中速磁浮列车单节车厢的精确缩比模型,阐述了磁浮列车雷电附着点试验的依据、试验件、试验方法及试验结果。采用COMSOL Multiphysics有限元数值仿真软件,将中速磁浮列车雷电附着点的区域分为车头风挡、车身顶部、侧棱、侧棱尖端、设备安装区域以及地面6个部分,并对整车进行了雷电仿真计算。[结果及结论]通过列车缩比模型雷电试验获得了单节车厢较为详细的雷电附着点分布情况,雷电仿真得到列车表面电场分布情况,仿真结果与试验结果相吻合。结合试验及仿真结果,提出了中速磁浮列车的雷电防护设计建议。