弓网离线电弧电磁干扰的机理分析及测试系统界面实现研究

论文摘要

随着我国列车速度的提升和铁路电磁标准的完善。列车离线电弧电磁干扰问题开始受到人们的重视。伴随离线电弧产生的电磁干扰会造成电磁污染,影响列车及沿线各种电气设备的正常工作,严重时乃至威胁行车安全。而以往关于离线电弧的研究中,侧重点主要集中在离线电弧的过电压分析和对接触网、受电弓的损害等方面。因此十分有必要对弓网离线电弧的电磁干扰进行研究。该论文首先在理论上对离线电弧电磁干扰的物理特性、数学模型、等效辐射天线模型进行研究,分析其干扰的本质、原因及特点,从而对离线电弧电磁干扰有一个全面的认知。然后通过实验室测量电弧频谱、波形,在某高铁线进行现场测试及数据分析,得出离线电弧电磁干扰的幅频特性等,为抑制措施的研究提供理论和数据支持。并且提出利用在受电弓高压母线加载铁氧体磁环的方法抑制离线电弧产生的传导干扰。最后,合作开发离线电弧电磁干扰检测系统,主要负责软件界面和数据处理部分。通过实验及现场测试验证此系统满足设计需求,可以测量离线电弧电磁干扰的频谱,并能迅速确定列车内部电磁干扰的频率、幅值及位置。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状分析
• 1.3 该论文的主要工作
• 第2章 离线电弧产生的原因及电磁干扰的机理分析
• 2.1 电弧的物理模型
• 2.1.1 气体放电原理
• 2.1.2 电弧的组成部分
• 2.1.3 电弧的物理特性
• 2.2 电弧的数学模型
• 2.2.1 Cassie电弧模型
• 2.2.2 Mayr电弧模型
• 2.2.3 电弧模型仿真
• 2.3 弓网离线电弧产生的原因
• 2.3.1 弓网系统介绍
• 2.3.2 离线电弧产生的原因
• 2.4 离线电弧的天线模型
• 2.4.1 假设条件
• 2.4.2 模型的建立
• 第3章 数据测试及传导干扰的抑制研究
• 3.1 实验室测试
• 3.1.1 电弧电磁干扰的时域波形测量
• 3.1.2 电弧电磁干扰的频谱测量
• 3.2 现场测试
• 3.2.1 外场弓网电弧电磁干扰频谱测试
• 3.2.2 车内测量
• 3.3 离线电弧产生的传导干扰研究
• 3.3.1 传导干扰产生的原因
• 3.3.2 传导干扰抑制方法研究
• 第4章 离线电弧电磁干扰检测系统设计
• 4.1 系统的整体设计
• 4.1.1 系统需求分析
• 4.1.2 系统设计思路
• 4.1.3 系统硬件连接图
• 4.1.4 系统软件设计
• 4.2 人机界面设计
• 4.2.1 程序结构
• 4.2.2 主程序面板介绍
• 4.2.3 频谱扫描程序
• 4.2.4 空间扫描程序
• 4.3 程序设计中的关键问题
• 4.3.1 多线程技术的运用
• 4.3.2 变量的定义
• 4.3.3 树形结构
• 4.3.4 采集数据处理
• 4.4 系统运行结果
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果