不同強(qiáng)度地磁暴對高鐵牽引網(wǎng)影響的研究.pdf

1、太陽風(fēng)暴會引發(fā)地磁場的劇烈變動，感應(yīng)產(chǎn)生的地面電動勢(ESP)會以地磁感應(yīng)電流(GIC)或地電位的形式侵害鐵路、電網(wǎng)、油氣管道等地面基礎(chǔ)技術(shù)系統(tǒng)。地磁暴曾經(jīng)造成紐約中央鐵路公司信號交換系統(tǒng)失靈、瑞典南部鐵路信號燈“閃紅”和俄羅斯北部鐵路車站的信號集中閉塞系統(tǒng)異常等干擾。相比傳統(tǒng)鐵路來說，高速鐵路不僅僅是在速度上明顯提升，而是一種采用了多項高新技術(shù)的新型交通工具。因而，更加復(fù)雜的高速鐵路電氣系統(tǒng)，更容易受到外部電磁干擾。研究磁暴這種電磁干

2、擾對高速鐵路客運專線電氣系統(tǒng)的影響是關(guān)系到高鐵行車安全的重大問題，也是空間天氣對地面基礎(chǔ)技術(shù)系統(tǒng)影響的前沿課題。
　　本文在已有地磁暴侵害高鐵電氣系統(tǒng)機(jī)理分析、電網(wǎng)地磁感應(yīng)電流(GIC)監(jiān)測技術(shù)與監(jiān)測數(shù)據(jù)分析方法的研究基礎(chǔ)上，首先分析了地磁暴以GIC形式對牽引網(wǎng)和軌道電路的影響機(jī)理。其次，利用裝設(shè)在京廣高鐵鶴壁東牽引變電站的GIC監(jiān)測裝置，收集整理了2015年3月17-19日和6月22-24日兩次強(qiáng)磁暴期間的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并與同時段山

3、東馬陵山地磁臺的磁暴數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比分析、統(tǒng)計分析和相關(guān)性分析，分析結(jié)果表明GIC會在高鐵電氣系統(tǒng)流動。然后，針對我國高鐵牽引網(wǎng)的供電方式及接線特征，借助電網(wǎng)GIC問題的研究方法，建立在AT供電方式下，牽引網(wǎng)受到磁暴侵害的等效電路模型。最后，利用基于分層大地電導(dǎo)率模型的地面感應(yīng)電場算法，以3月17日(UT)的磁暴數(shù)據(jù)為依據(jù)，分別計算了高、低阻性大地模型下的地面電場強(qiáng)度，接著利用牽引網(wǎng)的等效GIC電路模型，分別選擇0.2V/km、1V/km