地铁牵引系统对地表电位影响时域仿真

为了掌握地铁牵引系统引起交流电网直流偏磁的机理，以地表电位为对象，开展地铁牵引系统对临近地表电位影响的时域仿真研究。首先建立了包含轨道、轨-地过渡电阻、隧道、结构钢筋及排流网的地表电位时域仿真模型，随后利用上述模型模拟了列车出站、列车进站、多列车同向运行、多列车上下行运行等工况下所产生的地表电位时域波形。结果表明，偏磁电流与地表电位的时变性源于牵引电流与杂散电流的时变性，且地表电位大小、极性及达到峰值的时刻同时受到列车、观测点、牵引站之间相对位置的影响；多辆列车运行时，当运行间隔增大，各列车产生的地表电位的叠加作用减弱，地表电位时域波形表现为“间歇性”振荡，反之，运行间隔减小，各列车产生的地表电位的叠加作用增强，地表电位时域波形表现为“连续性”振荡；此外，当上下行列车同时进出站时，可能引起地表电位的局部较大脉冲。综上所述，地铁牵引系统时变的地铁牵引电流、列车位置、运行间隔、数量、运行状态等因素共同作用是造成直流偏磁电流及其产生电位极性、峰值与振荡频率变化的主要原因。最后，通过试验实测对仿真模型与所得结论进行了验证。