重载铁路牵引网雷击仿真模型比较研究

龙 林，黄 翰，何 月

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铁路运输是当代大容量重载货运较为经济实用的运输方式，保证铁路的安全稳定、可靠经济运行具有重要意义。而受雷电天气影响，雷电导致牵引变电所频繁跳闸、绝缘子大片破坏进而导致重载铁路故障，威胁货运铁路的正常安全运行。重载铁路供电系统中遭受雷击的部分主要为牵引网，牵引网对于重载铁路的可靠运行起着至关重要的作用，搭建重载铁路牵引网仿真模型对重载铁路系统雷击故障研究具有重要意义[1，2]。

围绕牵引网仿真模型搭建，目前已有相关学者做了大量的工作。文献[3]利用PSCAD/EMTDC丰富的模型库对带回流线的直接供电方式和高速铁路AT供电方式进行仿真。文献[4，5]对众多牵引网的仿真模型进行了总结与分析，提出仿真分析的主流倾向于通过数学模型编程实现。文献[6]利用Matlab/Simulink建立了高速铁路AT牵引供电系统的仿真模型，但模型不够完善，不能完整地展现AT牵引网的所有特性。文献[7]利用贝杰伦模型，通过在PSCAD软件中手动输入导线参数模块，以高速铁路AT供电方式下牵引网的几何结构作为研究对象进行建模。

上述所有建模方式均是考虑高速铁路AT供电方式下搭建牵引供电系统雷击仿真模型。而雷击对于重载铁路正常运行同样具有威胁和破坏性，上述建模未考虑搭建重载货运铁路牵引供电系统雷击仿真模型。本文利用PSCAD/EMTDC仿真软件中的互耦合线路（Mutually Coulped Wires）模型与贝杰伦（Bergeron）模型对重载铁路中运用较为广泛的带回流线的直接供电方式进行仿真，针对重载铁路牵引网搭建两种雷击仿真模型，通过比较仿真结果与理论数值，得出运用贝杰伦模型仿真重载铁路牵引网雷击故障更加准确。……