接触网融冰防冰问题的分析研究

研究目的:哈大铁路客运专线地处我国东北地区,冬季夜晚寒冷,多雾雪天气.客运专线维修模式为夜间综合维修,其间有相当长的时间没有列车运行,接触导线可能出现覆冰.为了确保列车安全行驶以及接触导线的良好使用,本文针对解决接触网融冰防冰进行分析,提出融冰防冰措施.研究结论:根据覆冰报警感应装置可及时发出除冰信息,实现迅速融冰,避免和降低冰灾事故.接触网融冰采用短路法是简单易行的,并且在接触导线上涂抹防止结冰的材料,可以有效的避免接触导线覆冰;减少由于接触网覆冰导致列车的不安全行驶;减小由于接触网覆冰引起受电弓及接触导线的磨耗,保证乘客的舒适性,因此导线融冰防冰有较好的经济效益.     

接触网交流在线防冰与离线融冰原理研究

建立了牵引供电网络交流防冰与融冰回路的简化模型,依据该模型分析了接触网交流防冰与融冰的原理理论,比较研究了电阻器限流模式与电抗器限流模式的防冰与融冰方案,提出通过控制限流电阻器的阻值,促使整个防冰与融冰回路的阻抗发生变化,改变防冰与融冰电流的大小,产生焦耳热防止接触网覆冰或融化覆冰,实现在线防冰与离线融冰功能。     

高寒地区高速铁路勘察设计技术创新与实践

研究目的:我国是冻土大国,冻胀和融沉会给寒区的工程构筑物带来重大灾害影响。哈大高铁地处季节性冻土区,冻胀问题对路基的影响更大。另外,哈大高铁所处的严寒地区风雪大,如何克服接触网防(融)冰、道岔融雪(冰)、动车组融冰除雪等问题都亟待研究解决。研究结论:通过修建哈大高铁:(1)形成了具有自主知识产权的高寒地区高速铁路关键技术,实现了高寒地区铁路勘察设计成果的深化和创新;(2)填补了高寒地区高速铁路技术空白,完善了我国高速铁路修建的理论体系;(3)技术成果成功应用于哈大高铁,从根本上解决了寒区高速铁路安全运营相关技术难题,为高寒地区高速铁路建设积累了丰富的经验,也为我国高铁建设树立了典范,更为中国高铁走出国门奠定了坚实的基础。     

接触网除冰方法的探讨

随着我国电气化铁路的不断延伸和发展,接触网覆冰日益威胁着电气化铁路的安全运行。对于地处东北地区或其它寒冷地区的客运专线,因采用夜间停电综合维修方式,造成相当长的时间没有列车运行,气温较低时会造成接触导线出现覆冰现象。所以,探讨接触网覆冰的危害及研究接触网融冰的方法对铁路安全有着极为重要和深远的意义。     

冻雨和覆冰对高速铁路接触网的危害及其防护

接触网遭受冻雨和覆冰灾害,会严重影响其技术状态,进而影响弓网运行关系,造成高速铁路行车安全故障。一方面,要分析接触网覆冰的成因、危害,建立完备的工作预案,采取正确的运行策略。另一方面,要采用科学可靠的技术措施,增加相应的专用设备,实施有效的防冰和融冰。     

新型城市轨道交通接触网融冰方法研究

提出一种新型城市轨道交通接触网融冰方案,其核心思想是利用具有四象限变流功能的中压能馈装置在中压环网与接触网之间形成不断流动的融冰电流,在接触网导线电阻中产生热量使得覆冰融化。基于布尔斯道尔夫理论,研究不同接触网供电制式下的防冰电流、最小融冰电流与最大融冰电流以及给定环境条件和时间内融冰电流的计算与选取方法;提出4种融冰电流循环方式,并通过仿真验证控制策略的有效性,达到预期效果;基于2 MW的中压能馈装置进行融冰模拟试验,通过对试验数据的分析和总结,验证融冰方案的可行性和可靠性。     

铁路接触网在线防融冰装置（SVC型）的研制

介绍了几种接触网融冰方式的优缺点，对接触网覆冰的热平衡过程与增长规律及相关基础参量进行计算，对SVC(TCR+FC)防融冰方案进行相关参数的计算，并建立PSCAD仿真模型进行仿真验证计算。结果表明，采用该方案可以对线路进行有效融冰，在电能质量及谐波抑制方面均满足要求，确保了牵引供电系统安全。     

地铁隧道内120km/h刚性接触网技术研究

分析了地铁提速后隧道内刚性接触网运行中存在的拉弧、磨耗严重等问题。提出对现有垂直悬挂方式进行技术更新,采用已有成熟运行经验的悬臂支撑方式。针对地铁隧道内灾害,如地震、火灾、渗漏水或结冰等对刚性接触网的影响,研究采用防开裂型化学锚栓、扣紧螺母及防水融冰等技术措施,并采用隧道内接触网视频监控装置,对各接触网关键点的工作状态及受电弓运行状态进行实时监控,以指导隧道内接触网设备的维护、抢修及救援疏散等工作。     

电气化铁路接触网在线防冰电流的决策及控制

本文提出一种基于配对静止无功发生器(SVG)的无功潮流大电流防冰法,据此构建电气化铁路接触网在线防冰系统。为了在接触网防冰的同时使牵引网电压也稳定在允许范围内,以直供单线供电方式为例,推导防冰系统投入后防冰电流与供电臂末端电压的关系,以确定各电气参量之间的关联性。结合贵昆线实测数据,并基于牵引网网压要求,给出不同工况下允许的防冰电流动态范围,分析实际运行工况下在线防冰过程中的接触网沿线温度分布和电压分布,验证了基于SVG在线防冰方案及其电流决策的可行性与有效性。     

基于城轨中压逆变型再生能量吸收利用装置的接触网防融冰系统

为了解决城市轨道交通隧道外接触网冰冻危害,借鉴电力行业采用大电流产生的电热效应除冰方法,将中压逆变型再生能量吸收利用装置作为负载,设计接触网防融冰系统。以长沙市轨道交通接触网为例,介绍防融冰系统设计原理,计算防融冰电流,分析基于中压逆变型再生能量吸收利用装置接触网防融冰方案,并提出设备改造方案,以及需要进一步研究的方向。     

电气化铁路接触网风致舞动研究现状与进展

为了应对电气化铁路接触网风致舞动灾害对我国铁路交通运输造成的不利影响,总结一系列国内外接触网舞动相关的文献。舞动现象内在原因复杂,当前舞动机理性研究中的邓哈托判定以及尼格尔判定都对实际情况作出较大简化,现有的舞动理论并不能准确的定量分析接触网舞动现象;通过研发防舞装置来抑制接触网舞动发生是一种可行的方法;有限元模拟分析可以为研究舞动开辟新的思路。最后对接触网舞动研究中的有待解决的问题进行归纳,并提出需进一步研究的内容和方法。     

铁路长大隧道内接触网防灾安全技术体系研究

针对铁路长大隧道内接触网运行条件特殊且面临隧道地震、火灾及渗漏水、结冰等灾害病害问题,从提高接触网基础稳定性和耐久性、接触网结构机械强度和稳定性、接触网电气绝缘安全性等方面着手,提出采用预埋槽道式基础、防开裂型化学锚栓、架空刚性悬挂、防松螺母及接触网防水融冰、灵活供电、接地和等电位、接触网安全监控系统等多项新技术,并按高速铁路、普速铁路分别构建长大隧道内接触网防灾安全技术体系,确保接触网防灾安全性、可靠性。     

高速弓网检测系统

随着我国铁路第六次大面积提速及高速铁路的大规模建设与运营,高速电气化铁路接触网动态检测的重要性越来越引起接触网设计、施工、运营维护、行业管理及科学研究等相关领域的广泛关注.高速接触网动态检测的重要性主要体现在四方面: (1)通过等速动态检测对接触网的设计进行性能测试与验证,为进一步优化接触网的设计提供试验依据; (2)新建电气化铁路开通前的联调联试,通过动态检测修正施工偏差,确认接触网状态,对弓网受流性能进行动态验收评估;(3)通过动态检测查找接触网的设备状态问题,为运营维护单位维修提供依据;(4)通过动态检测试验设计,研究高速弓网关系,优化弓网匹配.     

哈尔滨至大连高速铁路设计创新及关键技术回顾

对哈尔滨至大连高速铁路的设计创新及关键技术进行回顾总结,系统阐述在路基防冻胀技术、大跨度桥梁结构设计、接触网融冰技术、道岔融冰除雪等方面的研究创新及成功应用,以哈大高速铁路设计为依托,形成完整的、系统的高纬度严寒地区修建高速铁路的修建技术。     

接触网运营线路增线施工过渡方案分析

针对电气化铁路运营线路增加接触网线路施工中遇到的典型问题进行分类研究,结合施工现场实践,设计出可行的施工过渡方案,进而提出适合当前铁路快速发展的建设性意见。     

连续梁桥跨越既有电气化铁路施工技术

介绍石武客运专线特大连续梁桥跨越京广电气化铁路技术.在净高有限条件下,特大连续梁桥上跨既有电气化铁路高压接触网,既要保证既有线行车安全,又要满足施工要求.因此,必须根据限界要求和现场情况,对接触网承力索及回流线安全防护方案进行设计,并提出具体的施工措施及施工步骤.     

接触网承力索的覆冰厚度在线监测技术研究

接触网覆冰会严重影响列车运行安全,为了及时开展防融冰工作,提出一种高效快捷的基于在线监测的覆冰状态分析方法,实时分析接触网的覆冰状态。分析覆冰形成的气象条件以及接触网覆冰的物理模型;利用Ansys软件仿真分析覆冰对接触网补偿装置补偿位移b值的影响,得出覆冰厚度简单近似计算公式,并通过试验验证其准确性;设计覆冰状态在线监测系统,并将系统投入使用。研究结果表明:当达到一定的环境条件时,接触网会发生覆冰,且接触线与承力索的覆冰形态不同;随着覆冰厚度的增加,接触网补偿装置的补偿位移不断增大,根据承力索补偿位移可以较为准确地计算覆冰厚度;经过一段时间的应用,覆冰在线监测系统可以长期稳定运行。     

电气化接触网零部件在典型环境的腐蚀研究

研究目的:铁道运输在我国经济发展过程中起着十分重要的作用。电气化接触网是沿铁路线架设的特殊电力线路,其金属零部件不可避免地要受到不同大气环境的腐蚀。这样,不但缩短了接触网金属件的使用寿命、增加了维护成本,而且对电气化铁道的安全运行也构成了威胁。因此,有必要系统地研究典型环境对铁路接触网金属构件的腐蚀影响,开发、构建新型涂层防护体系技术,以保障电气化铁路的安全运行,降低电气化铁路接触网维护成本。研究结论:(1)海洋大气环境的特点是空气湿度大,含盐分多,在受到酸性气体污染的海洋大气环境中金属结构腐蚀严重;(2)接触网金属零部件材料具有多样性,但目前仅对Q235材料加工的零部件采用了不同等级的热镀锌防腐处理,基于热镀锌涂层在不同腐蚀环境介质中的耐腐性不同,所以接触网金属零部件采取单一的热镀锌防腐措施很难满足当今电气化铁路的发展要求;(3)采用有机涂层对现役的接触网构件进行防护处理,可以大幅提高接触网构件在典型大气环境中的防腐能力,延长使用寿命,从而节约维护成本,提高接触网零件可靠性;(4)该研究成果可应用于电气化铁路接触网的设计与使用方面。     

动车组列车结冰状态传感器原理及试验研究

动车组在寒冷地区雪中运行时,底部喷洒防冰液后仍可能出现防冰液表面结冰的现象,使结冰情况分析变得十分复杂。提出一种动车组列车结冰状态传感器进行动车组结冰监测的方法,介绍传感器的测量原理,依据有限元仿真及传感器基本特性试验的结果,总结谐振频率和反馈电压的变化规律,建立存在防冰液条件下的结冰状态判别准则,在此基础上设计并进行防冰液测量试验、防冰液表面结冰原理试验、不同环境下结冰试验。试验结果表明传感器对冰层和积水厚度的监测,其分辨率优于0.1 mm;防冰液厚度最小检出限为0.25 mm;能判断出干燥、液体、结冰、防冰液表面结冰四种基本状态,满足动车组结冰状态实时监测的要求。     

强风区接触网腕臂支持结构方案探讨

论述了适应新疆强风区电气化铁路接触网上部腕臂支持结构方案的比选过程。近年来国家对新疆地区铁路加大建设力度,既有及新建铁路均按电力牵引设计,其沿线多处为百里及三十里强风区,而风区内尚无成功运营的电气化铁路,接触网的受流质量直接影响机车的运营状态。在电气化铁路接触网设计中,腕臂支持结构作为接触网最基本的悬挂单元至关重要。主要是从国内、外腕臂支持结构的结构组成、连接方式、刚度等方面进行抗风适应性分析,特别是对多灾区国家腕臂支持结构的成功运营经验模式进行分析、比较,最终提出适应于新疆强风区的腕臂结构形式。