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阻抗分解法在无砟轨道阻抗求解中的应用
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2018-02-02
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轨道电路广泛应用于高速铁路控制系统，轨道阻抗是轨道电路设计中的重要参数之一。采用有限元法求解无砟轨道阻抗，其求解属于三维开域问题；同时考虑到导体趋肤效应，直接采用有限元分析时，存在模型剖分规模巨大、求解收敛困难等。为解决上述问题，提出了阻抗分解的方法，将无砟轨道阻抗分解为内阻抗和外阻抗，其中内阻抗利用无钢筋的二维有限元模型求解，外阻抗利用钢轨电流均匀分布的三维有限元模型求解。由此避免了同时对多个小尺寸单元的剖分，降低了剖分规模。以位于大地上方的单根导体阻抗的求解为例，分别采用阻抗分解法及解析法计算导体阻抗，两者计算结果相对误差小于2.5%，从而验证了阻抗分解法的正确性。应用阻抗分解法计算了山西中南部铁路双块式无砟轨道的阻抗，给出了该段无砟轨道在各频率下的阻抗取值范围。两组实测数据随频率变化趋势与计算结果一致，且符合阻抗变化范围。
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