鐵路信號(hào)SPD的電路設(shè)計(jì)研究.pdf

1、鐵路是我國(guó)物質(zhì)流通的大動(dòng)脈，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。鐵路信號(hào)系統(tǒng)是鐵路安全運(yùn)輸?shù)摹吧窠?jīng)中樞”，而雷電則是影響鐵路信號(hào)設(shè)備正常工作的最主要因素之一。安裝防雷模塊（Surge Protection Device，SPD）是鐵路信號(hào)線路主要的防雷措施，近年來(lái)因雷擊而導(dǎo)致的列車(chē)事故頻頻發(fā)生，說(shuō)明了既有SPD仍存在電路設(shè)計(jì)不合理、可靠性低等不足。本文通過(guò)理論分析、仿真及測(cè)試?yán)迩錝PD中各器件的性能及作用，深入研究SPD電路工作機(jī)理及設(shè)計(jì)指導(dǎo)

2、原則，并對(duì)既有的兩級(jí)SPD電路提出改善意見(jiàn)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先從頻域的角度對(duì)騷擾源雷電流及雷電波能量分布展開(kāi)研究，并對(duì)鐵路信號(hào)常用防雷元件壓敏電阻(Metal Oxide Varistor，MOV)和氣體放電管(GasDischarge Tube，GDT)的特性，以及防雷布局及原理進(jìn)行基礎(chǔ)性研究，為后續(xù)的理論分析做準(zhǔn)備。
　　同時(shí)，為了對(duì)SPD電路仿真的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)試，本文自制了基于虛擬儀器的浪涌自動(dòng)測(cè)試

3、系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠生成GB/T17626.5-2008《電磁兼容試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù)-浪涌（沖擊）抗擾度試驗(yàn)》中規(guī)定的1.2/50μs和10/700μs的兩種標(biāo)準(zhǔn)電壓脈沖波形，并具有良好的人機(jī)交互界面，能夠完成自動(dòng)測(cè)量、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，有效地提高了測(cè)試效率。
　　接著，對(duì)兩級(jí)SPD防護(hù)電路進(jìn)行理論分析，利用PSCAD/EMTDC仿真軟件和自制的浪涌測(cè)試系統(tǒng)對(duì)不同的SPD組合電路進(jìn)行仿真與測(cè)試?；诶碚摲治觥⒎抡婕皽y(cè)試驗(yàn)證結(jié)果，給出了鐵路信

4、號(hào)SPD電路設(shè)計(jì)的指導(dǎo)原則。
　　本文主要研究成果如下:1、兩級(jí)SPD防護(hù)電路的初級(jí)防護(hù)宜采用單個(gè)GDT并聯(lián)方式，多個(gè)GDT并聯(lián)會(huì)導(dǎo)致其擊穿電壓升高;2、兩級(jí)SPD防護(hù)電路的次級(jí)防護(hù)采用多個(gè)MOV并聯(lián)設(shè)計(jì)可以增大SPD的通流量、降低殘壓，提高防護(hù)的可靠性;3、兩級(jí)SPD電路之間串聯(lián)的退耦元件可以選取電感和電阻，電感起到延時(shí)和分壓作用，電阻起到分壓作用，通過(guò)暫態(tài)電路分析可以定量的得到電感的延時(shí)時(shí)間。電感退耦時(shí)適合用于低速通信場(chǎng)合的防