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摘要
为了追求更高的牵引速度及更强的运载能力，高铁车载牵引供电系统功率容量不断提升，现有牵引供电系统及关键设备需要应对更高频次、更大幅值的过电压冲击，如何保障列车在高速运行状态下牵引系统安全、可靠地运行是如今高速列车设计面临的重要技术挑战。本文详细调研了过电压导致牵引供电系统出现的典型故障，归纳了高速列车中过电压的种类及相关特性，目前主流的牵引供电方式包括采用带回流线的直接供电方式与自耦变压器（AT）供电方式，均是单相交流供电制式。为了保障三相负荷平衡，防止系统中负序电流的产生，传输异相电流的相邻供电臂间通过绝缘分相区进行隔离。列车在驶过分相区时需要操作车载真空断路器（VCB），分合闸过程中会产生剧烈的过电压冲击；此外，“弓-网”离线电弧及“轮-轨”滚动电弧频发，也伴随着过电压。通过调研目前已构建的牵引供电系统过电压特性仿真模型，探究了过电压的产生机理及传播规律；梳理了影响过电压特性的关键因素及抑制措施；明确了未来的研究重点，即“弓-网”及“轮-轨”燃弧过电压产生的机理和影响；“多车共臂”及“多车重联”工况下过电压的传播规律；展望了“源头-路径-终端”三位一体的过电压抑制方法。
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