[发明专利]一种计及隧道路段综合接地系统结构的牵引网建模方法

权利要求书

1.一种计及隧道路段综合接地系统结构的牵引网建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：分析隧道内综合接地系统的电气结构，根据贯通地线、纵向接地钢筋、环向接地钢筋、底板接地网、连接钢筋、横连线及根据实际电气布置互相连接形成的电气拓扑，基于加拿大安全工程技术公司开发的电流分布、电磁场、接地和土壤结构分析软件，即CDEGS软件建立隧道内牵引回流网络模型，设置隧道区域大地回流系数初始量；

步骤2：设置步骤1所建隧道内牵引回流网络模型的激励源，将输入激励源与输出激励源设置相等，提取隧道内每隔100米处上下行贯通地线与连接钢筋相连处接地极阻抗和每隔35米处上下行回流线与环向接地钢筋连接处接地极阻抗；采用频域接地分析模块，即MALZ工程模块对综合贯通地线的接地极阻抗进行提取；

步骤3：对计及隧道路段的带回流线直供方式的牵引网进行电气结构分析，采用MATLAB/Simulink搭建相应的链式模型；

步骤4：将采用MALZ工程模块提取各连接点处的接地极阻抗代入步骤3的链式模型中，通过仿真得到隧道区域的大地回流系数；

步骤5：对路基路段和隧道路段的接触网、钢轨、回流线、贯通地线的相关电气参数进行计算；路基路段的参数采用简化Carson公式计算，隧道路段的参数采用Tylavsky公式计算；

步骤6：将步骤4仿真得到的隧道区域的大地回流系数与CDEGS软件重新设置的大地回流系数进行对比，判断MATLAB/Simulink链式模型仿真得到的隧道区域大地回流系数是否逼近对应的步骤1中设置的隧道区域大地回流系数，若是，完成牵引回流网络模型的建立，若否，则再依次执行步骤2、步骤3、步骤4形成循环迭代，直到MATLAB/Simulink链式模型仿真得到的隧道区域大地回流系数逼近于对应的步骤1中设置的隧道区域大地回流系数为止，最终完成牵引回流网络模型的建立。

2.如权利要求1所述的一种计及隧道路段综合接地系统结构的牵引网建模方法，其特征在于，步骤2中设置激励源时，如果机车位于隧道外，设置相对远离牵引变电所的隧道口外的牵引回流电流为输入激励源，设置相对接近牵引变电所处的隧道口处的牵引回流电流为输出激励源；如果机车位于隧道内，设置机车负荷电流为输入激励源，设置相对接近牵引变电所的隧道口的牵引回流电流为输出激励源。

3.如权利要求1所述的一种计及隧道路段综合接地系统结构的牵引网建模方法，其特征在于，所述步骤1中分析隧道内综合接地系统的电气结构具体为：

根据带回流线直供方式的隧道综合接地系统电气连接结构剖面，上下行的贯通地线每隔100米分别通过一连接钢筋与相应位置的一纵向接地钢筋相连，且在该连接点处左右两纵向接地钢筋断开；每隔一台车距离，底板接地极、环向结构钢筋与其他纵向接地钢筋构成的接地网络在同处与贯通地线处的纵向接地钢筋相连，回流线每隔35米与环向结构钢筋相连；每隔500米，各回流导线横连一次。

4.如权利要求1所述的一种计及隧道路段综合接地系统结构的牵引网建模方法，其特征在于，

所述步骤3中牵引网链式模型包括并联元件和串联元件：作为平行多导体传输线的串联元件每隔一段距离被回流网络的等电位横向连接线、牵引变电所、列车并联元件切割；根据并联元件所在位置，牵引网模型分为多个串联的子网络模型，每个子网络中包含平行多导体传输线的感性耦合和容性耦合。