钱学成，董美玲



地磁暴对高铁扼流变压器的影响分析与仿真

钱学成，董美玲

介绍了钢轨中产生地磁感应电流GIC的机理，分析了GIC侵害高铁扼流变压器的路径，以BE2-600/25型扼流变压器为例，利用Maxwell软件搭建了扼流变压器模型，给出该型扼流变压器在遭受地磁感应电流时的电磁特性仿真结果。

地磁暴；高铁；扼流变压器；电磁特性

0 引言

地磁暴是由太阳风剧烈吹拂地磁场而引起的自然灾害，地磁暴在地球表面不同地理位置处感应出地磁感应电势ESP（Earth Surface Potentials），ESP又在地面长距离导体，如输电线路、钢轨、管道等形成的回路中引发地磁感应电流GIC（Geomagnetically Induced Current），GIC为一种频率在0.001～0.1 Hz之间的准直流[1]。

国内外已经有文献表明GIC能引起高铁电气及信号系统故障。1982年7月强地磁暴期间，瑞典电气化铁路中的轨道电路系统工作异常，信号机灯光颜色在没有列车占用轨道的情况下由绿色误变为红色[2]。1996年3月，地磁暴使俄罗斯北部铁路Nyandoma至Obozerskaya区段的铁路车站信号集中闭塞系统（SCB）异常[3]。文献[4]探讨了地磁暴在电气化铁路中引发GIC的原理。文献[5]给出了关于地磁暴强度及其特征对铁路轨道产生的ESP和GIC大小影响的相关研究内容。文献[6]分析了GIC在轨道电路中的流通路径及GIC侵害扼流变压器的原理。

高铁扼流变压器体积小，是信号系统轨道电路的重要设备，笔者根据扼流变压器的实际技术参数，利用Maxwell软件对扼流变压器遭受GIC干扰的电磁特性进行仿真计算，以期有关部门重视地磁暴对高铁信号系统的影响。……