Abstract
台灣的電氣化軌道系統可分為交流與直流兩種供電方式，在城市間長程的運輸系統是採交流供電方式，例如傳統的台灣鐵路局之 環島系統、現代的台灣高鐵局之高速鐵路系統；在城市內短程的運輸系統是採直流供電方式，例如台北市捷運系統。本論文的重點在於探討高速鐵路和捷運高運量系統當列車正常運行下，由鋼軌回流洩漏至大地之電流所造成對地電位上升之安全問題與雜散電流所造成的電蝕現象，提供日後軌道維護和設計之參考。 本研究分成兩個部分，第一部份首先推導軌道對地電位分佈的簡易公式，然後針對台灣高速鐵路供電架構下的元件，包括電車線、鐵軌、負饋線、自耦變壓器、接地線和牽引(主)變電站之變壓器等，應用PSPICE 軟體建立等效電路，據之進行模擬，並計算供電系統之牽引變電站變壓器和每個自耦變壓器接點的對地電位，然後應用MATLAB軟體撰寫程式分析軌道對地電位和雜散電流隨距離分佈的特性，最後將軌道對地電位的模擬數據和IEC規範作比較。 第二部份針對捷運系統供電架構下之元件，包括供應列車電源之第三軌（正軌）、鋼軌（負軌）、截流網、汲流二極體和動力牽引變電站(TSS)等作探討;分析步驟如下，首先推導軌道對地電位公式，並應用MATLAB軟體撰寫單一運輸線之軌道對地電位分佈程式，再依列車運轉特性(如列車加減速、營運班次表等)和軌道相關參數執行能源管理模型（EMM）套裝軟體，估計列車行進中之用電量，最後將用電量估計結果輸入上述MATLAB程式以模擬軌道對地電位和雜散電流隨距離和時間之分佈情形。