弓网电弧电磁干扰传播若干理论的研究

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1、纛囊穗睡—赫赫戳．．。。．簟匿羹整．一．。．秘羹融麟羹瓤峨．。。；墓醺．：：．：鎏溪_l鞭鞠翻穗簟囊嘲嘲曛i攀嘲国曝螺◇i墨。强蠢鹣oforaldefence：Ⅲ0舢0舢9舢3舢2～删5～㈣忽一删Y一浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得豹研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获{!譬邈姿蠡堂或其他教育机构静学位或证书两使用过韵材料。与我～同工作的同恚对本研究所皴的任何贾献均已在论文中锋了睨确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：翻旋签字鳓：知乃年6

2、胃加磊学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解澎婆塞鲎有权绦留并向躐家有关部门或机构送交零论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阕。本入授权邀姿态堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索鞠传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段绦存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：荔垆纪．签字日期：如弓年6月f．同导师签名：签字露期：伊玛年∥月产嚣致谢六年的浙大求学生涯即将结束，回顾这段岁月，得到了很多老师、同学和亲人们的帮助在此向他们表示由衷的感谢!特别感谢我的导师方攸同教授和李凯教授!本论文是在方老师和李老师的精心指导和热

3、忱关怀下完成的。在我科研工作初期两位老师就从选题和文献查询上给了我很多的帮助和指导，到后来研究工作的具体细节两位老师也给出了从另一个高度给我鼓励和支持。两位老师做学问的严谨态度和对科研工作一丝不苟的精神让我终生受益，是我将来工作学习的榜样。至此，向两位老师致以衷心的感谢和敬意。非常感谢实验室的卢琴芬教授、黄晓艳副教授和马吉恩老师，你们待人热情、工作勤奋在各方面都是我的良师益友，同时非常感谢浙江大学航空航天学院的朱位秋院士、高重阳副教授和宦荣华副教授，谢谢你们在我进入铁路领域初期给予的指导和帮助，同时还要感谢电磁兼容研究中心的陈恒林副教授，谢谢你在电磁兼容领域给予的具

4、体指导。衷心感谢实验室的师兄弟，与你们共同工作和讨论使我受到很多启发，他们是：刘壮，严国斌，张帆，杨浩，刘立，董继维，李国尧，李坡，金帅，张建承，黄章文，陈威，陆云龙，王寅林，孙学艳，李国政，戴薇，于鹏飞，夏冰君和曹萍等；同时感谢电力系统所的戴攀博士和电力电子研究所的孟培培博士给予不厌其烦的帮助。感谢一起生活的室友毛良瑾，黄宇宝，蔡志翔，李乾坤和谭得展给予的帮助和鼓励，给你们一起生活让我感到了家的温暖。最后感谢我的父母，没有你们一直在背后的支持，我不可能完成学业，谢谢你们，同时祝你们身体健康!同时感谢我的爱人、岳父和岳母在我读书期间的理解、关心和照顾，谢谢你的支持!

5、支永健2013年3月21日于浙大求是园摘要摘要实验室测试结果显示离线引起接触网一受电弓之间的电弧(弓网电弧)是一个频谱很宽的电磁干扰发射源。一方面铁路地面架设的供电导体：接触网、负馈线和钢轨等供电导体构成的多导体传输线(MulticonductorTransmissionLineMTL)为弓网电弧电磁干扰的传播提供了回路，另一方面沿着地面架空MTL传播的弓网电弧电磁干扰也向外辐射电磁波，影响铁路沿线电子敏感设备的正常工作。这些为电磁干扰提供传播路径的MTL嘟架设的大地之上，大地是一个由固体颗粒、水和空气构成的复杂不均匀混合体，由于长期的沉积作用，明显表现出水平分层特

6、性。由于在分层结构表面吸附表面波(trappedsurfacewave)的存在，弓网电弧电磁干扰沿分层土壤表面的电磁辐射也发生明显变化，同时也影响了电磁干扰沿架空MTL的传播特性。为了简化分析本文把土壤看成是二层结构，其中下层土壤厚度为无穷大，分别研究了AT变压器、轨道电路和二层土壤对电气化铁路弓网电弧电磁干扰传导和辐射传播的影响。本文基于多导体传输线理论的时域有限差分法(Finite．DifferenceTime．DomamFDTD)研究了弓网电弧电磁干扰沿架空多导体的传导干扰传播特性，首先根据研究对象不同分别把架空多导体等值合并为三导体和四导体传输线，计算了多导

7、体的二层土壤自阻抗和互阻抗矩阵，并用矢量匹配法得到了该阻抗值的近似结果。考虑到AT变压器和轨道电路设备对电弧电磁干扰的传导影响较大，介绍了基于试验和矢量匹配法得到等效电路的步骤，并根据它们等效电路的状态变量方程和输出方程，推出了集总元件(AT变压器和轨道电路设备)连接在多导体终端和中间时的FDTD迭代公式。从推出的结果可以看出由于AT变压器和轨道电路设备不是连接在主动线(ActiveLine)和参考线之间而是连接在主动线和主动线之间，使得FDTD迭代公式中的矩阵不再是对角线矩阵，增加了求解时间。弓网电弧电磁干扰没有成熟的数学模型，而梯形电压波可以很方便地调节参数