基于端口宏模型的轨道电路升弓过电压分析

摘要

升弓瞬间产生的钢轨过电压会严重影响轨旁信号设备的安全运行.为了分析AT牵引供电方式下机车升弓电弧对轨道电路过电压的影响，基于Agrawal场线耦合模型建立轨道电路升弓过电压分析模型.首先推导了牵引供电与轨道电路组成的多导体传输线系统的Agrawal场线耦合模型的解，并建立了一个易于实现的宏模型.然后将提出的宏模型与电磁暂态仿真软件PSCAD中“频率相关（相位）模型”组件结合，建立用于分析轨道电路暂态响应的模型.在PSCAD软件中通过动态距离控制、击穿电压判定及电弧能量方程耦合建立升弓电弧模型，并且通过和实测数据对比验证该方法的准确性.最后，分析了道床电阻以及升弓时的接触网电压相位对钢轨升弓过电压的影响.研究结果表明：道床电阻越大，钢轨的升弓过电压峰值越大，其过电压危害越严重；升弓时电压相位角为90º时，钢轨升弓过电压峰值最大.研究结果为轨道电路抗干扰分析及过电压防护提供理论依据.

关键词

轨道电路 / Agrawal场线耦合模型 / 升弓过电压 / PSCAD / 网压相位