在冬季,由于气温较低,电气化铁路隧道顶端裂缝处容易形成隧道挂冰,随着水流不断流出,挂冰越来越长,与接触网的绝缘距离越来越短,对隧道供电安全构成极大威胁。因此,解决好隧道除冰问题对电气化铁路的安全运行有着非常重要的意义。本文基于当前人工除冰和设备除冰的不足,提出将微波加热技术应用于电气化铁路隧道除冰。该方法通过天线发射微波加热隧道裂缝渗水处的混凝土,使得渗水处温度上升,温升超过5℃,促使渗水区跨越-5℃到0℃这一水凝结成冰的温度区段,防止渗水凝结成冰,实现隧道除冰目的。主要的研究工作如下:首先,基于微波加热理论,简要阐述了隧道微波除冰的原理和优势。根据电磁场理论,推导出微波损耗功率方程,指出影响物料吸收微波能力的因素。结合电磁波在介质中的传播特性,推导出微波在混凝土中传播的波动方程。根据热力学定律,推导出热量在混凝土中传递的导热微分方程,并依据隧道除冰实际情况,给出热边界条件。其次,依据仿真假设条件和隧道实际情况,建立隧道微波除冰仿真模型,并分别对2.45GHz和5.8GHz时微波除冰模型的温度场分布进行仿真,分析其路径温度分布和参考点温度时间历程,对比两者之间的微波除冰效率。结果表明,相同条件下,5.8GHz的微波除冰效率是2.45GHz时的2.3倍。最后,研究了天线输入功率、隧道风速、混凝土含水量以及环境温度等不同因素对隧道微波除冰效率的影响。其中天线输入功率与隧道微波除冰效率成正比关系,隧道风速和环境温度主要影响混凝土表面与空气之间的对流传热,隧道微波除冰效率随风速的增加和环境温度降低而降低,且隧道风速的影响比环境温度大。混凝土含水量主要决定混凝土材料的介电常数和损耗角正切,其对隧道微波除冰效率的影响最大,混凝土含水量越高,微波除冰效率越高。