鐵路信號SPD的電路設(shè)計研究.pdf

1、鐵路是我國物質(zhì)流通的大動脈，為國家經(jīng)濟發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。鐵路信號系統(tǒng)是鐵路安全運輸?shù)摹吧窠?jīng)中樞”，而雷電則是影響鐵路信號設(shè)備正常工作的最主要因素之一。安裝防雷模塊（Surge Protection Device，SPD）是鐵路信號線路主要的防雷措施，近年來因雷擊而導(dǎo)致的列車事故頻頻發(fā)生，說明了既有SPD仍存在電路設(shè)計不合理、可靠性低等不足。本文通過理論分析、仿真及測試?yán)迩錝PD中各器件的性能及作用，深入研究SPD電路工作機理及設(shè)計指導(dǎo)

2、原則，并對既有的兩級SPD電路提出改善意見。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　首先從頻域的角度對騷擾源雷電流及雷電波能量分布展開研究，并對鐵路信號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，為了對SPD電路仿真的結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的測試，本文自制了基于虛擬儀器的浪涌自動測試

3、系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠生成GB/T17626.5-2008《電磁兼容試驗和測量技術(shù)-浪涌（沖擊）抗擾度試驗》中規(guī)定的1.2/50μs和10/700μs的兩種標(biāo)準(zhǔn)電壓脈沖波形，并具有良好的人機交互界面，能夠完成自動測量、數(shù)據(jù)存儲等功能，有效地提高了測試效率。
　　接著，對兩級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試系統(tǒng)對不同的SPD組合電路進(jìn)行仿真與測試?；诶碚摲治觥⒎抡婕皽y試驗證結(jié)果，給出了鐵路信

4、號SPD電路設(shè)計的指導(dǎo)原則。
　　本文主要研究成果如下:1、兩級SPD防護(hù)電路的初級防護(hù)宜采用單個GDT并聯(lián)方式，多個GDT并聯(lián)會導(dǎo)致其擊穿電壓升高;2、兩級SPD防護(hù)電路的次級防護(hù)采用多個MOV并聯(lián)設(shè)計可以增大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，電感起到延時和分壓作用，電阻起到分壓作用，通過暫態(tài)電路分析可以定量的得到電感的延時時間。電感退耦時適合用于低速通信場合的防