重载条件下铁路信号电缆对电磁干扰防护的研究

摘要

在很多铁路线路，尤其是重载线路，发生了多起信号电缆烧毁事故，然而调研国内外研究，发现针对信号电缆烧毁的问题都尚无系统的明确的机理分析和结论。在国外如巴西和澳大利亚，重载运输多采用内燃牵引，所以不存在电磁干扰问题。而在国内研究人员大多对电力电缆的烧毁进行研究，而对于信号电缆的烧毁研究很少;虽然已经有研究人员对电缆受强电干扰的影响作了一些研究，尤其是电缆芯线受强电影响的纵向感应电动势(LEF)的理论分析。但是最终都未提出桥梁和隧道区段电缆烧毁的解决方案。
　　论文对信号电缆受电磁干扰的影响进行了详尽的理论分析和数学计算，并对电缆芯线的纵向感应电动势分别在在单端接地和双端接地的情况下的进行仿真分析;除此之外，我们安排和实施了多次测试，主要包括重载线路的现场测试和室内模拟测试，现场测试是为了更好地了解电气化铁道现场的各种电气参数;室内模拟测试主要为了验证芯线感应电动势的理论计算是否正确。最后，本文提出了电缆的改造方案，主要是针对在桥梁和隧道位置，并且对改造方案的效果进行了初步的验证，当然改造的合理性和科学性还需经过时间的检验。主要研究内容如下:
　　第一，对电缆芯线受强电线电磁干扰影响进行严谨的理论分析，并对其中的重要参数的进行分析计算。
　　第二，由理论分析得出的结论对电缆芯线受电磁干扰的影响进行仿真分析，并对两种接地方式给出评价。
　　第三，完成对电气化铁路现场的测试，以及对无法现场测试的内容进行室内模拟测试，现场测试选择在大秦线茶坞段郑重庄特大桥，对于室内测试，我们主要进行了电缆外皮的耐压测试和电缆铠装和铝护套的通流量测试，以及电缆芯线的LEF的模拟现场测试。
　　第四，根据研究成果，提出电缆改造的具体解决方案，为了降低改造成本，其改造方案主要针对桥梁和隧道等特殊区段。
　　最后，对提出的信号电缆防护牵引电流干扰的系统措施和解决方案进行验证测试，此次验证测试在朔黄铁路进行，分两次测试，目的就是验证改造方案的效果。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 课题研究背景

1．2 研究现状

1．3 论文主要内容

2 信号电缆受电磁干扰的理论分析

2．1 理论分析

2．2 重要参数的计算

2．3 小结

3 信号电缆受电磁干扰的仿真

3．1 电缆芯线LEF的来源分析

3．2 单双端接地时纵向感应电动势的仿真

3．3 小结

4 信号电缆受电磁干扰的测试与分析

4．1 测试研究内容

4．2 茶坞现场测试及分析

4．2．1 测试地点选取和测试基本情况

4．2．2 测试数据处理及基本分析

4．3 室内测试及初步分析

4．3．1 电缆外皮的耐压性能测试

4．3．2 电缆芯线纵向电动势的室内测试

4．3．3 故障状态下的分析

4．4 电缆烧损的原因分析

4．5 小结

5 改造建议及验证

5．1 改造方案

5．2 朔黄验证测试与分析

5．2．1 测试的内容和方法

5．2．2 测试数据分析

5．2．3 改造方案和效果初步评价

5．3 小结

6 结论与展望

参考文献

作者简历

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