高速动车组电磁兼容性基础理论及关键技术研究

In order to guarantee the saftey, reliability and high efficiency of China high speed railway transportation, and to establish the electromagnetic compatibility (EMC) specification system suitable for the China high speed railway situations, the study of this project will focuse on the characteristics of the electromagnetic disturbance and its coupling depended on the speed and operation mode of the high speed mutiple units (EMU). A new quantified and grading electromagnetic inference algorithm for EMU will be put forward. Considering the real electromagnetic environment of China high speed rail, the electromagnetic interference limits and the anti-interference requirements for EMU will be setup. Furthermore, a new electromagnetic compatibility of EMU prognosis and evaluation meathod based on the statistics theory will be studied and a modulized simulation model of EMU will be built. This will be very useful to guide the optimizing design of new model EMU, and to breakout the key technology of the new EMU’s development and manufacturing, to improve our contry’s innovated development level in this area. At last, the high frequency characteristics of the earthing resistance device will be studied to solve the common problem of the existing model EMU’s earthing and to improve the EMU’s EMC performance.

为保障我国高铁运输的安全性、可靠性和高效性，为建立符合我国高铁国情的电磁兼容标准规范体系提供坚实的技术基础和理论依据，本课题在研究高速动车组与运行速度和运行工况相关的电磁骚扰源特性和电磁骚扰耦合特性的基础上，研究提出高速动车组与速度相关的电磁干扰量化分级算法，结合高铁的实际电磁环境，建立高速动车组相应的电磁干扰限值和抗电磁干扰性能要求准则；研究高速动车组基于统计参量的电磁干扰预测评估方法，建立高速动车组模块化电磁干扰仿真预测模型，指导新型高速动车组基于电磁兼容性的最优化设计，突破高速动车组自主创新研制的关键技术，提高我国高速动车组的研制水平；最后，研究高速动车组接地技术中的共性问题——车体接地电阻装置的高频特性，提出改进方案，从共性上解决各型动车组目前所存在的由于地回路所带来的各种电磁干扰耦合问题，提高动车组及车载设备的抗干扰能力，从根本上解决已投入运营的现有各型动车组的电磁干扰问题。

我国高速铁路技术经历了从技术引进、消化集成到全面创新的发展过程。由于从不同国家引进的动车组和车载设备的电磁兼容设计理念不同，在集成过程中无法实现全面兼容。高速动车组采用分散动力牵引，有限的空间使得车载电子电气设备安装与布线密集，电磁骚扰传输耦合复杂，且在线运营动车组电磁干扰防护措施难以实施，导致电磁干扰故障频出，对动车组运行的安全性和可靠性造成了潜在的威胁。因此，系统深入研究动车组整车电磁兼容基础理论与抗干扰技术，是我国高铁自主创新过程中必须面对的研究课题。.项目组围绕高速动车组电磁兼容性基础理论及关键技术，重点研究了高速动车组的重要电磁骚扰源——弓网离线放电骚扰的产生机理及其与动车组运行速度之间的关系，提出了基于幅度概率分布参数和脉冲持续时间分布参数的多统计参量电磁干扰效应联合评估方法，研制了弓网离线放电骚扰的模拟实验装置；提出了动车组整车面向对象的模块化电磁兼容预测建模方法，建立了动车组整车电磁兼容预测模型，为中国标准动车组电磁兼容的优化设计提供了必要的手段和方法；研究了提高CRH2型动车组整车电磁兼容性及车载设备抗干扰性能的关键技术——整车接地技术，研究了CRH2型动车组接地装置的高频阻抗特性，提出了单频测量方法，搭建了测量装置；对CRH2型动车组接地装置的高频阻抗特性进行了优化，改善了CRH2型动车组的整车接地性能，有效解决了在线运营CRH2型动车组的电磁兼容问题。.项目组发表了论文50篇。出版专著2部。申请发明专利57项，14项已获得授权。申请软件著作权20项。制定国家标准7部。制定高铁信号系统电磁兼容检测细则8项。研究成果共获得国家科技奖2次，省部级科技奖5次。团队中2人荣获国家级人才称号，1人获省部级人才称号。.本项目的研究成果促进了高速动车组电磁兼容基础理论研究的深化，为在线运营高速动车组电磁干扰故障问题的解决提供了有效的技术措施，指导了新型高速动车组整车电磁兼容的优化设计，达到了预期研究目标。