本书是“高速铁路基础研究与技术创新丛书”之分册。本书提出了基于全波部分单元等效电路法和电网络综合相结合的高架桥复杂钢筋网络雷击电磁瞬态解耦建模方法，建立了高速铁路高架桥“复杂钢筋网络-供电-信号”整体雷击电磁瞬态耦合计算模型，开展了现场雷电冲击响应实验验证，解决了高速铁路信号系统雷击电磁瞬态定量计算难题；并通过研究雷电沿不同途径侵入高速铁路信号系统的雷击瞬态特性，明确了雷电防护的薄弱环节，创新性地研究出高可靠性雷电防护装置，提出了高速铁路信号系统雷击多途径综合防护方法和工程措施。全书包括雷电形成的物理过程及参数、高速铁路复杂多导体系统雷击电磁瞬态建模方法、高速铁路信号系统雷击电磁瞬态宽频建模方法、高速铁路信号系统雷击瞬态特性、高速铁路信号系统典型雷击故障分析及综合防护方法、高速铁路信号系统雷电防护装置与工程措施等内容。 本书可作为铁路信号领域的科研人员和技术人员的参考书，也可供高等院校信号及相关专业的师生参考。

第1章 绪论
1.1 高速铁路信号系统雷电防护研究意义
1.2 高速铁路信号系统雷电防护技术发展现状
1.2.1 高速铁路信号系统雷击瞬态建模分析
1.2.2 高速铁路信号系统雷击防护方法与措施现状
1.3 高速铁路信号系统雷电防护存在的问题
第2章 雷电形成的物理过程及参数
2.1 雷电的形成与分类
2.1.1 雷电的起电
2.1.2 雷电的分类
2.2 雷击地闪的物理过程
2.2.1 预击穿过程
2.2.2 下行负先导过程
2.2.3 连接过程
2.2.4 回击过程
2.3 雷电回击模型
2.3.1 雷电通道底部电流函数
2.3.2 雷电回击工程模型
2.4 我国部分高速铁路沿线区域雷电分布特征
2.4.1 雷电的基础参数
2.4.2 京沪高铁、东南沿海高铁沿线雷电活动
第3章 高速铁路复杂多导体系统雷击电磁瞬态建模方法
3.1 高架桥分结构单元电磁解耦建模
3.1.1 高架桥复杂多导体结构
3.1.2 高速铁路复杂多导体系统解耦建模
3.2 高架桥箱梁细导体全波建模
3.2.1 细导体全波频域PEEC模型
3.2.2 半空间中全波格林函数
3.2.3 细导体PEEC部分元的高效计算
3.2.4 细导体全波建模方法验证
3.2.5 高架桥箱梁简化建模
3.3 高架桥桥墩内部钢筋结构雷击全波建模
3.3.1 全空间频域PEEC全波计算方法
3.3.2 全空间中新形式的格林函数
3.3.3 全空间中格林函数的性质
3.3.4 全空间细导体全波建模方法验证
3.3.5 高架桥桥墩简化建模
3.4 高架桥路段复杂多导体系统整体建模
3.4.1 接触网雷击瞬态模型
3.4.2 钢轨雷击瞬态模型及其有效性验证
3.4.3 高架桥雷击瞬态模型及有效性验证
第4章 高速铁路信号系统雷击电磁瞬态宽频建模方法
4.1 高速铁路信号系统结构与组成
4.1.1 高速铁路信号系统结构
4.1.2 轨道电路系统结构
4.2 信号设备雷击瞬态宽频建模
4.2.1 信号设备建模方法
4.2.2 隔离变压器雷击瞬态模型及验证
4.2.3 防雷模拟网络单元雷击瞬态模型及验证
4.2.4 调谐匹配单元雷击瞬态模型
4.2.5 设备级联建模及冲击响应试验研究
4.3 信号电缆雷击瞬态宽频建模
4.3.1 信号电缆的建模方法
4.3.2 信号电缆雷击瞬态模型有效性验证
4.4 高架桥复杂多导体系统与信号系统雷击瞬态耦合建模
4.4.1 高架桥复杂多导体结构建模
4.4.2 高架桥复杂多导体结构与信号系统级联模型
4.4.3 高架桥复杂多导体系统与信号系统雷击瞬态模型验证
第5章 高速铁路信号系统雷击瞬态特性
5.1 高速铁路信号系统雷击侵入路径分析
5.2 轨旁信号设备雷击瞬态特性分析
5.2.1 典型条件下的雷击过电压特性
5.2.2 桥墩高度对轨旁信号系统雷击过电压的影响
5.2.3 土壤电阻率对轨旁信号系统雷击过电压的影响
5.2.4 调谐匹配单元与支柱相对位置对轨旁信号系统雷击过电压特性的影响
5.3 信号机械室内信号设备雷击瞬态特性分析
5.3.1 雷击通信铁塔电流散流特性
5.3.2 沿天馈线系统侵入信号机械室雷击瞬态特性分析
5.3.3 沿接地系统侵入信号机械室内雷击瞬态特性分析
第6章 高速铁路信号系统典型雷击故障分析及综合防护方法
6.1 高速铁路信号系统典型雷击故障
6.1.1 总体概况
6.1.2 雷击损坏信号设备使用环境情况分析
6.2 典型信号系统雷击故障分析
6.2.1 室外信号系统雷击故障分析
6.2.2 沿信号通道侵入雷击故障分析
6.2.3 沿电源通道侵入室内雷击故障分析
6.3 典型信号系统雷击综合防护方法
6.3.1 ZPW-2000A型轨道电路室外轨旁信号设备雷击防护方法
6.3.2 沿信号通道雷击防护方法
6.3.3 沿电源通道雷击防护方法
6.3.4 沿综合接地系统雷击防护方法
第7章 高速铁路信号系统雷电防护装置与工程措施
7.1 高速铁路信号系统雷电防护装置
7.1.1 防雷隔离变压器
7.1.2 雷击浪涌防护器
7.2 高速铁路信号系统雷电防护工程措施
7.2.1 室外信号设备雷电防护工程措施
7.2.2 信号通道雷电防护装置配置
7.2.3 信号机房雷电防护工程措施
7.2.4 机械室接地连接方式
7.2.5 电源系统雷电防护工程措施
7.2.6 计算机系统雷电防护工程措施
参考文献