摘要：到目前为止,国内外针对高速动车组的电磁兼容性的研究仅局限于对电磁兼容现象简单分析、测试以及评估。将高速铁路系统总体,包括其外部复杂电磁环境作为研究对象,对高速动车组的电磁兼容性做出较为全面的理论分析和研究,将对高速铁路的发展产生非常重要的意义。因此,本文以高速动车组整车为研究对象,采用电磁拓扑法和电磁兼容基本理论对高速动车组整车的电磁兼容性进行了研究。电磁拓扑法的基本思想是把整个复杂系统按照一定原则划分成许多相对简单和独立的子区域,这些子区域之间通过拓扑图相联系。采用电磁拓扑法能使复杂的高速动车组系统的结构更加清晰,为高速动车组电磁兼容性的理论分析奠定了非常重要的基础。根据系统电磁拓扑的分解结果,将高速动车组系统分为骚扰源、传输耦合途径和敏感设备三部分分别进行研究。在研究过程中采用理论分析、建模仿真和实际测试相结合的方法,将理论分析、仿真结果、计算结果与实际测试结果进行对比,从而验证了理论分析仿真计算模型的正确性和有效性。论文第一章结合电磁兼容学科的特点,介绍了高速铁路电磁兼容问题的发展历史和进展,概括了本领域科学研究的最新动态。第二章简要介绍了电磁拓扑理论的基本思想和基本概念,基于电磁拓扑理论,根据高速动车组列车的结构以及现场测试数据,建立了高速动车组的电磁拓扑模型和相互作用图。第三章重点研究了高速动车组的电磁骚扰源特性。研究建立了高速动车组过分相时的电磁骚扰源模型,高速动车组受电弓离线放电的传导电磁骚扰源模型以及高速动车组弓网放电脉冲的传导特性和在列车主变压器中的传播特性。第四章重点研究了高速动车组受电弓离线产生放电脉冲骚扰的机理及其传播特性,包括该辐射骚扰随距离的衰减特性、随高度的衰减特性、沿接触网方向的传播特性、在车内的耦合特性等,得到了弓网离线骚扰从源到车厢内部的传输函数,并对高速动车组离线时受电弓附近辐射电磁场的时域、频域特性进行了现场实测,比对了实测结果和仿真计算结果。结果证明了所建仿真模型的正确性。另外,本论文还利用数理统计方法,基于大量的实测数据对受电弓离线放电脉冲骚扰的时域特性和频域特性分别进行了统计分析,利用柯尔莫可洛夫－斯米洛夫检验,得到了该脉冲骚扰的上升时间、脉冲间隔等参数的概率分布、骚扰电平的频率特性和骚扰的幅度概率分布(Amplitude Probability Distribution, APD)。第五章主要研究了高速动车组系统内部复杂电磁环境下电磁骚扰的传播特性和耦合途径,研究了非屏蔽电缆和屏蔽电缆间的骚扰耦合情况以及屏蔽电缆场－线的耦合特性。本论文的研究结果可以为高速动车组的电磁兼容设计提供理论依据,为建立适合中国国情的高速动车组电磁兼容理论体系打下技术基础。