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随着我国高速铁路的不断发展,列车从低速转型到高速、从低载荷上升到高载荷,取得了迅猛发展,同时对铁路系统的安全运行提出了更高的要求。接触网是高速铁路的重要组成部分,且无备用,其运行性能直接影响到牵引供电系统的供电稳定性。一旦高速铁路或重载铁路长时间重负荷运行,大负荷电流的热积累会造成接触导线机械强度下降和载流能力变差,将会降低接触网系统的可靠性,严重时可能发展成故障。因此,在当前干线铁路负荷密度不断增加的背景下,研究接触网过热保护将会具有重要的经济意义和社会价值。在分析了高速铁路供电系统的基础上,对机车取流过程和接触网结构进行了研究,针对接触网过热的问题,考虑到接触网温度监测技术和弓网的特殊关系,本文采用测量承力索温度来实现接触线温度的监测。首先,根据供电方式的不同分别进行直接供电和AT供电的研究,采用Carson理论分别计算两种供电方式下接触网的导线参数,在Simulink中根据接触网中导线之间的空间位置进行建模并分析直接供电和AT供电接触网的电流分布,并分析JTMH120型承力索和CTM120型接触线取流量比值趋于稳定时的数值,为两者的温度关系研究提供数据参考。然后,分析接触网过热造成的影响、接触网的温升过程以及温升过程中的影响因素,选择IEEE(电气和电子工程师协会)标准中的热平衡方程对接触网导线的温升进行理论计算,并简要分析CIGRE(国际大电网会议)标准和IEEE标准在导线温度计算中的异同。将计算结果和铁路标准中的规定进行验证,并结合电流分布研究的结论得出承力索和接触线的温度关系,为过热保护方案提供理论支持。采用Ansys中的Fluent软件对接触网进行有限元建模,根据质量守恒、动量守恒、能量守恒等方程完成数值分析,主要研究承力索和接触线与周围环境中的温度场分布,将结果与理论分析中的结论相印证,并分析了风速、太阳辐射强度、湿度以及环境温度对导线温升的影响。最后,提出接触网过热保护方案的框架,为接触网过热问题的解决方法提供参考。