现有模拟系统缺乏对列车运行工况和牵引变电站接地方法的考虑
，应用规模受限。为此
，提出一种双向可变电阻？
，用以模拟列车的差别运行工况;在此基础上
，结合牵引变电站接地方法
，进一步提出了三种动态模拟系统
，详细研究了其应用场合、演化纪律、参数选择和控制战略。

　　仿真和实验结果标明三种模拟系统不但可用于研究杂散电流与轨道电位的动态漫衍纪律
，还可对相应的防治步伐开展实验评估
，因此具有良好的应用前景。

　　随着我国都会化进程的推进
，轨道交通因为运力大、速度快、污染小以及宁静性高等特点
，近年来获得大力生长
，其直流牵引系统中保存的杂散电流与轨道电位引起的宁静问题受到广泛关注。图1为轨道交通直流牵引系统中杂散电流的爆发机理示意图
，出于经济运行的考虑
，走行轨不但用于列车运行
，同时还作为列车牵引电流的回流轨。

　　由于走行轨与大地之间不可能完全绝缘
，一部分牵引电流泄漏进入大地
，并沿着土壤或埋地金属管线流动
，最后返回到走行轨和牵引变电站负极
，这部分电流称为杂散电流
，也称之为迷流。杂散电流会导致走行轨和牵引系统四周的金属结构遭到严重的电化学腐化
，使用寿命大大缩短;长时间的腐化将导致管线破损
，甚至引生机灾和爆炸事故。

　　同时
，由于走行轨纵向电阻的保存
，牵引电流会在走行轨上爆发几十伏甚至上百伏的电势差
，称之为轨道电位。由于轨道电位的最大值泛起在列车所在位置处
，所以会对人体宁静爆发潜在危害。

　　图1 直流牵引系统中杂散电流的爆发机理

　　由于杂散电流与轨道电位的防治步伐在现场验证协调难度大
，海内外学者提出了一系列模拟系统用于杂散电流与轨道电位的研究
，主要分为三类：①多维空间模拟系统;②定值电阻模拟系统;③可变电阻模拟系统。

　　多维空间模拟系统因为建模历程庞大且适用工具简单而较少使用。定值电阻模拟系统的模拟精度与系统使用的电阻数量呈正比
，同时只能实现杂散电流和轨道电位的静态模拟？杀涞缱枘Ｄ庀低吃诙ㄖ档缱枘Ｄ庀低车幕∩
，接纳电力电子变换器替代电阻
，在提高系统模拟精度的同时
，实现了杂散电流与轨道电位的动态模拟。

　　但已有的可变电阻模拟系统只适用于牵引变电站负极直接接地的牵引系统
，且只能模拟列车以简单工况运行时的杂散电流与轨道电位
，无法适用于为抑制杂散电流和轨道电位提出的多区间牵引系统。

　　针对上述缺乏
，本文首先研究了一种双向可变电阻？(Bidirectional Variable Resistance Module,BVRM)
，通过改变列车左右两侧的走行轨纵向电阻
，模拟列车的差别运行工况。在此基础上
，结合牵引变电站接地方法和牵引系统特点
，进一步提出三种动态模拟系统：基本型动态模拟系统(Basic Dynamic Simulation System,B-DSS)、多接地动态模拟系统(Multiple Grounding Dynamic Simulation System,MG-DSS)和多区间动态模拟系统(Multiple Interval Dynamic Simulation System,MI-DSS)
，划分讨论了其事情原理、参数选择和控制战略。最后对所提出模拟系统开展了详细的仿真和实验验证。

　　图18 模拟系统控制框图

　　总结

　　本文在研究双向可变电阻？锽VRM的基础上
，提出三种动态模拟系统B-DSS、MG-DSS和MI-DSS
，用于模拟都会轨道交通牵引系统中杂散电流和轨道电位的动态漫衍纪律。本文对上述系统开展了详细的理论剖析、仿真和实验验证事情
，获得以下结论：

　　1)BVRM可事情在列车牵引电流双向流动模式下
，通过改变列车左右两侧的走行轨纵向电阻
，实现模拟列车以差别工况运行。

　　2)B-DSS适用于接地系统。MG-DSS在B-DSS的基础上增设零电位参考点
，通过差别的连接方法
，可划分适用于浮地系统和接地系统。MI-DSS在B-DSS的基础上引入区间切换？镮SM
，适用于多区间牵引系统。

　　3)B-DSS、MG-DSS和MI-DSS均接纳单电阻集中接地结构
，通过丈量该电阻的电流及其对地电压
，即可便当获得杂散电流和轨道电位的漫衍。

　　综上所述
，本文提出的三种杂散电流和轨道电位动态模拟系统相比于现有模拟系统
，有效降低了系统的庞洪水平
，并拓展了适用列车运行工况以及适用牵引系统类型规模
，因此具有良好的应用前景。