地铁弓网燃弧能量检测与牵引电流扰动分析

利用非接触式紫外弓网燃弧检测系统对广州地铁二、三号线弓网燃弧现象进行现场检测。提取燃弧发生区段牵引电流数据,采用小波多分辨率与Parseval理论分析方法,对检测电流数据进行处理。结果表明,检测系统能够有效定位燃弧地点,燃弧造成牵引电流扰动的程度受燃弧持续时间、紫外燃弧能量的共同影响;采用燃弧检测与牵引电流扰动程度相结合的方法能够有效定位弓网受流薄弱点,对于指导现场维护具有实际意义。     

基于紫外脉冲原理的地铁弓网燃弧枪测系统研究

在国内外弓网燃弧检测技术研究的基础上，研究分析了弓网燃弧的光谱特性，成功研制了基于紫外脉冲原理的非接触式弓网燃弧检测系统。利用该检测系统对广州地铁3号线北延伸段频繁出现弓网拉弧现象进行实时检测，并对检测数据进行分析，探讨了刚性悬挂条件下建立弓网关系评价体系的思路，为以后的线路维护及改造提供理论参考。     

弓网燃弧电流扰动的HHT(希尔伯特黄变换)分析

地铁线路接触网的弓网具有良好的受流质量是保障列车运营安全的前提,弓网燃弧则是评价弓网受流质量最直接的指标,而不同的燃弧强度会伴随着不同程度的牵引电流扰动。改进了HHT(希尔伯特-黄变换)中的EMD(经验模态分解)算法及EMD能量熵,并用于牵引电流扰动分析。通过对广州地铁2号线、3号线的数据分析发现,EMD能量熵能有效提取到牵引电流的扰动特征,且牵引电流扰动越严重,信号就越复杂,能量就越分散,对应的EMD能量熵也越大。     

弓网燃弧问题分析及对策探讨

电力机车通过受电弓与接触网的耦合获得不间断电能，电能的可靠传输关乎高速铁路的运营效率和安全。随着电气化铁路运营速度的提升，弓网燃弧问题已成为制约牵引电能传输可靠性的关键因素之一。现有关于弓网燃弧研究成果多侧重于电气理论，与实际运营结合不够紧密。本文主要从动态检测燃弧问题着手，对燃弧缺陷产生原因进行探讨，并结合运营实践经验对弓网燃弧问题的改善提出建议。     

负载特性对弓网电弧能量的影响

随着列车运行速度的提高,弓网离线现象愈来愈严重,弓网电弧频繁发生,弓网电弧烧蚀受电弓滑板和接触网导线,其烧蚀程度与弓网电弧能节的大小密切相关.利用弓网电弧模拟试验系统研究不同负载功率因数、牵引电流时弓网电弧的电压电流,分析弓网电弧的平均燃弧时间与牵引电流和负载功率因数的关系、弓网电弧能量与负载功率因数的关系.研究结果表...     

弓网分离时刻牵引电流相位对弓网离线电磁骚扰影响研究

弓网离线电弧引起的电磁辐射，是列控系统主要的电磁骚扰源之一。为研究弓网离线时刻牵引电流相位对弓网离线电磁辐射特性的影响，在实验室中搭建弓网分离时刻电流相位可控的低压大电流弓网离线拉弧模拟试验平台，同步采集不同离线相位下的电弧电压、电弧电流及电磁辐射的时域波形数据，通过对电磁辐射时域信号进行快速傅里叶变换（FFT），分析离线相位对电磁辐射信号频域特性的影响规律。结果表明：弓网离线拉弧放电过程中，起弧和熄弧时刻的电磁辐射通常大于稳定燃弧时的电磁辐射；离线拉弧电磁辐射主要频段的中心频率约为4,7,15和25 MHz左右，且不同频段电磁辐射强度与弓网分离时刻的牵引电流相位相关，4和7 MHz骚扰信号峰值出现在270°相位发生离线时，15 MHz骚扰信号峰值出现在234°相位发生离线时，25 MHz骚扰信号峰值出现在306°相位发生离线时；离线时刻相位的随机性是导致弓网离线干扰故障随机性的重要原因之一。试验结果对于搭建测试平台进行故障复现、研究过分相区断路器的分合闸控制策略以降低电磁骚扰，具有一定的借鉴和启发。     

城市轨道交通弓网燃弧检测与分析

弓网燃弧对城市轨道交通弓网系统和列车运行安全造成严重危害。文章通过对弓网燃弧光谱的提取与分析,研制了基于特征紫外光和光子计数技术的弓网燃弧检测系统。检测结果表明:该系统能有效实时检测弓网燃弧状态;燃弧状态与列车速度相关,速度越大,燃弧率和燃弧强度越大。     

H型高速地铁列车弓网离线数值测试与分析系统的研究

文章提出了一种H型的弓网离线数值测试与分析系统。通过对两弓间跨线电缆电流、主逆输入电流、网压、车速、牵引工况、受电弓燃弧视频监控等信号的测试,软件程序可以现场对高速地铁受电弓弓网离线进行测试与数值分析,得到受电弓的最大离线时间、离线率、离线峰值电流、离线地理位置等信息。     

紫外燃弧检测技术在接触网运营维护中的应用

论述弓网燃弧检测原理,及其检测装置核心思想和方案设计框架。弓网燃弧检测装置由光学成像测量系统、UV光纤束、紫外光电传感系统、辅助参量测量系统、数据传输系统、数据分析处理系统和软件设计组成。基于燃弧检测技术研发的检测装置已在现场应用,可实现弓网燃弧精确检测,准确评价弓网动态关系性能指标。与传统接触式检测技术相比,可避免因太阳光、列车振动等客观因素对检测精度的影响,具有可靠性高和检测精度高等优点。     

地铁刚性接触网供电系统弓网状态在线检测装置

城市轨道交通弓网异常磨耗会增加接触网和列车的维护成本，影响城市轨道交通的正常运营。弓网状态在线检测装置通过采集受电弓、接触网的相关数据，经过非接触式测量、图像识别及人工智能算法可实现弓网状态的实时监测，能够及时发现和解决弓网问题。介绍了弓网状态在线检测装置的功能模块、弓网状态数据可视化分析和仪表板交互界面设计等内容。该装置基于收集到的燃弧、拉出值、碳滑板厚度等数据，以FineBI数据平台为分析工具进行数据整合和分析，并在交互界面以可视化方式展现分析结果。该检测装置可为监测把控弓网关系，尤其是监测燃弧点、燃弧区域的变化情况，为受电弓碳滑板检修、接触网拉出值检查及平推提供技术支撑。     

高速铁路弓网燃弧率评价标准探讨

在叙述各项指标对高速弓网系统燃弧率影响的基础上,介绍燃弧率计算方法及欧洲、国际电工委员会和我国对燃弧率指标的评价标准。通过分析近年来我国高速铁路动态验收试验实测数据,提出应将250 km/h~350 km/h的高速铁路燃弧率缺陷阈值修改为不大于2%,并建议根据我国高速铁路试验与运营数据,积极参与国际标准的制修订工作。     

基于PMT电压一次积分值的城轨弓网电弧检测系统

为了能有效地检测出城市轨道交通列车运行中发生的弓网燃弧现象,设计了一种基于弧光中紫外波段日盲特性的城轨弓网电弧检测系统。首先,确定275～285 nm波段作为弧光日盲紫外检测法弓网电弧检测的特征光波段;其次,通过对光电倍增管(Photomultiplier tube,PMT)等效电路的分析,确定其阳极输出电压的一次积分值作为衡量弓网电弧强弱的特征量;最后按要求对系统各部分结构及主要参数进行了设计。该系统在兰州市轨道交通1号线进行了电弧检测试验,试验结果表明:该燃弧检测系统能够有效检测出燃弧现象、线性反应电弧的强弱,且不受自然光及列车运行方向的影响。     

高速铁路接触网动态检测中燃弧原因及整治措施分析

接触网动态检测中出现的燃弧现象对接触网的性能影响较大,本文通过分析燃弧、拉弧产生的原因,制定相应整治措施,确保弓网系统运行稳定。     

弓网检测系统在全自动无人驾驶地铁中的应用

全自动无人驾驶地铁列车所用的弓网检测系统可针对受电弓结构异常、接触网关键悬挂异常、弓网接触异常等弓网运行异常状态进行在线动态实时检测。详细介绍了该弓网检测系统的功能及组成,具体阐述了弓网检测系统所运用的深度学习技术、图像智能识别技术、燃弧紫外探测技术、红外热成像技术、激光三角测量技术、车体姿态补偿技术、大电流实时监测技术等前沿技术和检测方法。弓网检测系统可实现对弓网运行状态进行全面监视、检测,从技术实现角度确保无人驾驶线路的运营安全和效率。     

车载式弓网实时监测系统

弓网系统是地铁车辆牵引供电系统最重要的关键环节之一,车载式弓网实时监测系统能在线监测受电弓与接触网跟随、燃弧等主要特征信息,并对特征信息进行综合分析处理,及时预报故障,以提高运营安全可靠性。     

基于图像处理弓网燃弧检测研究

电力机车通过受电弓碳滑板与接触网动态滑动接触而获得电力。由于线路不平顺等原因,会造成弓网脱离接触,产生离线火花,即燃弧现象。进行燃弧检测对受电弓和接触网的日常维护都十分重要。基于燃弧的光学特性,利用图像处理处理技术判断燃弧并计算出燃弧单次持续时间和区段的离线率。研究结果表明,采用图像处理的方法可以有效的计算出较为准确的燃弧持续时间和离线率。能有效地评价弓网受流质量地性能。     

客运专线弓网关系评价及其在京津城际铁路中的应用

研究目的:弓网关系是高速电气化铁路的关键技术之一,本文通过研究国外高速铁路弓网关系需求、参数评价标准、京津城际铁路弓网关系评价标准的制定、接触网的静态、动态检测和联调联试,系统地总结我国客运专线弓网关系的评价标准,并根据京津城际铁路检测情况,对高速铁路弓网关系的设计提出建议.研究结论:通过对高速铁路弓网关系需求的研究与分析及实际检测,京津城际铁路采用的弓网关系评价标准是适合的,其弓网关系参数可以为我国牵引供电系统设计仿真平台和工程评价标准体系提供技术指标参考.为减少高速铁路离线火花,建议对受电弓进行优化设计并增大接触线张力至30 kN以上;施工时进一步精确计算吊弦长度,严格控制安装误差,以减小接触网静态弹性差异.     

列车运行速度对弓网电弧电气特性的影响研究

列车速度的提高加剧弓网电弧的产生,影响高速铁路的安全稳定运行。基于经典的Cassie和Mayr电弧模型,考虑电弧长度、列车速度对电弧横向吹弧耗散功率的影响,对Cassie-Mayr串联电弧模型进行改进;通过模拟实验和仿真结果对比,验证模型的正确性。建立牵引供电系统实际参数模型,分析离线时间和列车运行速度对电弧电压、电流的影响;对比列车速度为100、400 km/h时的弓网电弧伏安特性曲线。结果表明,弓网电弧电压随离线时间、列车速度的增大而增大。当燃弧时间0～100 ms内、运行速度为100 km/h时,起弧电压幅值从35 V增大到137 V;当速度增大至400 km/h,起弧电压从37 V增大到386 V。     

弓网系统接触电阻特性的研究

弓网接触电阻是衡量弓网接触性能的重要指标,而牵引电流、接触压力和滑动速度是影响弓网接触电阻的重要因素。通过测试不同牵引电流条件下的弓网静、动态接触电阻的试验,阐明弓网静、动态接触电阻随牵引电流变化的趋势,以及接触压力与滑动速度对弓网动态接触电阻的影响效果,并分析这3个影响因素的作用机制。研究结果表明:弓网静态和动态接触电阻都随电流的增大而减小,且下降趋势逐渐趋于平缓;相同牵引电流条件下,接触压力越大,则动态接触电阻越小,滑动速度越大,则动态接触电阻越大;滑动速度越大,动态接触电阻随牵引电流增大而减小的下降趋势越陡峭。     

基于改进Mayr模型的弓网离线电弧仿真分析

弓网离线电弧对受电弓滑板和接触网导线具有烧饬作用,严重危害列车的运行安全。首先介绍Mayr电弧模型,并基于能量平衡理论和横向吹弧理论,对弓网离线电弧弧柱的能量过程进行数学分析,研究高速气流对电弧耗散功率的影响。确立电弧耗散功率Ploss和车速v、电流I和离线间距l之间的函数关系,对Mayr电弧模型进行改进。然后运用Simulink仿真软件,搭建改进的Mayr电弧模型。最后对比分析弓网离线电弧仿真波形和实验波形,验证搭建的弓网离线电弧模型的合理性。结论如下:随着列车运行速度提高和离线间距的增大,气流对电弧的吹弧作用更加显著,电弧耗散功率增加,燃弧尖峰电压和熄弧尖峰电压增大。