弓网电弧模型及其电气特性的研究进展

为防止弓网电弧侵蚀受电弓和接触网,避免其对机车设备和环境的电气干扰,保证机车可靠受流,针对电气化铁路及城市轨道交通的弓网电弧问题,从电气特性角度进行研究进展综述。首先,讨论弓网电弧的产生机理,归纳电弧的各种数学模型和弓网电弧特点。同时,从高速铁路弓网电弧的电气特性入手介绍当前国内外弓网电弧的电气侵蚀、电弧能量、电气干扰和电弧检测的最新研究进展。最后从电气特性角度,指出弓网电弧研究存在的问题和未来发展趋势。     

高速铁路弓网电弧试验系统

高速动车组通过弓网电接触获取电能。随着动车组运行速度的提高,受轨道不平顺、接触网波动以及受电弓弓头振动等因素的影响,弓网电接触状态恶化,使得弓网电弧频繁发生,弓网电弧对接触网导线、受电弓滑板侵蚀严重,影响受流质量,制约动车组速度进一步提升,因此有必要对弓网电弧进行系统研究。本文分析弓网滑动受流过程,研制一套弓网电弧试验系统。该系统能够模拟弓网柔性平直接触、滑板"Z"字形运动及垂向沉浮运动等弓网运动状态。并利用该系统对弓网接触电阻和电弧电气参数、形貌特征进行试验研究。     

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...     

弓网电弧磁流体动力学模型

弓网电弧在接触面上产生的瞬时高温是造成接触面材料烧蚀的主要原因。研究弓网电弧的温度分布特征,有助于改进接触面材料,增强其耐电弧侵蚀能力,进而提高弓网系统服役性能。本文基于磁流体动力学(MHD)理论,考虑电弧的物理参数以及电磁、热和辐射等现象,建立弓网电弧数学模型。通过对流体力学计算软件FLUENT进行二次开发,计算了静态弓网电弧弧柱区域和两极板表面的温度分布。结果表明:电弧极板表面温度低于电弧弧柱温度,受电弓滑板表面温度高于接触网导线表面温度;提高滑板材料的热导率能够有效降低电弧发生时受电弓滑板表面的温度。     

弓网电接触系统滑板温升特性研究

弓网电接触系统中的受电弓滑板温升会改变接触表面环境,加重摩擦磨损,影响电力机车的可靠运行。基于自行研制的弓网电接触试验平台,探究焦耳热、摩擦热、电弧热三种热源对滑板温升特性的影响。采用红外热像仪对滑板温升实时拍摄,结合传热学理论,分析三种热源各自特性及其对接触点温升幅值和滑板温度分布的影响。研究表明:焦耳热对滑板温升的影响占主导作用;摩擦热对滑板温升幅值的影响较小;电弧热对滑板有局部加热作用;三种热源联合作用下弓网接触点的温升幅值比仅有焦耳热源输入时接触点温升幅值小,说明接触导线通过与滑板之间的摩擦带走热量,对滑板有一定的冷却功能。本研究对丰富弓网电接触系统温升理论有重要意义。     

地铁受电弓滑板磨耗分析

受电弓与接触网(简称弓网系统)动态受流是通过滑动接触实现的,因此在弓网运行的过程中势必会带来接触线和受电弓滑板的机械磨耗和电气磨损,因此有必要结合弓网系统运行的实际工况,分析影响接触线和受电弓滑板磨耗的主要原因,找出相应的对策。文章基于接触线和滑板的实际磨耗状态,设计一套试验系统,在线测试可能影响接触线和滑板磨耗的技术参数,分析该实际线路中造成二者磨耗的主要原因,并提出改善建议。     

减磨型碳纤维复合材料受电弓滑板的研制

介绍减磨型碳纤维复合材料电力机车受电弓滑板的设计思路和关键技术,从碳纤维、石墨和树脂等方面进行改进,提高滑板的抗冲击强度,减少滑板断裂、掉块的发生,延长滑板使用寿命,减少由此原因造成的弓网故障。同时介绍了该滑板的技术性能和工艺流程。     

受电弓-接触网系统电弧抑制方法及标准

为了提高电气化铁路受电弓和接触网间能量传输的效率,需要有效抑制弓网系统中电弧的产生.通过分析弓网电弧的产生原因和影响因素,分别从优化设计、遵守材料及设备标准、提高施工精度、强化测试与检测要求和优化车载变压器等5个方面,阐述抑制接触网电弧的方法.结合国内外通用的电气化铁路设计规范,采取相关措施,以抑制电弧产生,保障电力机车的良好受流.     

基于受电弓弹性体模型的弓网动力学分析

针对简单链型悬挂接触网及电力机车DSA250型受电弓,基于有限单元法,建立接触网模型和考虑弹性变形的受电弓模型;对弓网的动力学性能进行分析,并与采用质量块受电弓模型的计算数据进行对比.结果表明:当DSA250型受电弓通过该型接触网时,其在未出现离线情况下的最高速度为230 km/h;受电弓前、后滑板表现出不同的受流特性,前滑板相对后滑板有较好的受流;考虑弓头与接触线的相互作用频率高于20 Hz时,40～100 Hz的高频分量在接触力和加速度频谱中占有较大的比重,弓头的变形模态将对弓网的动力学特性起至关重要的作用,如果采用质量块受电弓模型进行计算,将造成该模态的缺失,从而导致计算结果有较大的偏差.     

受电弓与接触网相互作用关系

正对于电气化铁路电力机车车辆受电弓与接触网动态相互作用关系评价,可以采用2种标准:受电弓滑板对接触网的压力值和电弧形成造成受电弓脱弓频率及电弧存在的持续时间。第一种标准,主要是根据欧洲EN 50317标准对接触压力进行检测和模拟;第二种标准,目前还没有研究出对电弧产生频率和存在持续时间的模拟方法。EN 50317标准包含了对受流接触压力检测的主要要求。     

电力机车受电弓滑板材料的发展

随着电力机车的发展,运行速度不断加快,对受电弓滑板材料的要求日益提高,同时也不断地促进了电力机车受电弓滑板材料的发展。现介绍国内外电力机车受电弓滑板材料的发展历程,并根据我国电气化铁路的发展趋势,参照国外高速列车用受电弓滑板材料,展望我国今后电力机车受电弓滑板材料的发展方向。     

基于ANSYS的接触线烧伤热分析

在接触网运行了多年、牵引运能不断增加的情况下,接触线的电气烧伤现象越来越突出。本文依据热传导理论,利用ANSYS大型有限元分析软件对弓网系统电流通过接触电阻时和弓网系统产生电弧时进行瞬态热分析,了解接触线被侵蚀程度,分析仿真结果,并根据仿真结果提出了相应的解决措施,为牵引供电系统的设计和运营维护提供参考。     

辅助变流器在SS3B型固定重联电力机车上的应用研究

从三相异步劈相机在电力机车上存在的缺点出发，对SS3B型固定重联电力机车采用辅助变流器后，在控制系统、通信网络、辅助系统等方面进行了系统而全面的分析，对辅助变流器在SS3B型固定重联电力机车的应用进行了研究。     

我国重载电力机车车体设计及技术发展

结合我国现有的重载直流传动机车及交流传动机车的运行情况,介绍了我国重载机车车体的技术现状及主要特点,根据重载机车的技术特点,着重阐述了重载机车车体设计,并提出了重载机车车体的技术发展方向。     

关节式电分相过电压的分析与研究

电力机车通过关节式电分相时,多次发生过电压现象,导致牵引变电所跳闸,对接触网和牵引变电所的安全运行构成严重影响。本文基于MATLAB／Simulink仿真软件对电力机车通过关节式电分相的过程进行仿真分析,针对中性段产生过电压的原因提出了一种抑制过电压的保护方案。     

弓网离线电弧电磁干扰机理及防护

在铁路电气化区段中,弓网离线电弧产生的高频振荡脉冲是电气化铁道电磁干扰噪声的主要来源。针对电力机车高速运行时受电弓与接触线分离所产生的离线电弧,建立弓网电弧仿真模型,分析弓网电弧的频谱特征,在此基础上使用高频电磁仿真软件CST对机箱的电磁屏蔽性能(SE)进行仿真分析,旨在寻求更为有效的电磁防护措施。     

KZ4A型机车交流电机及其控制系统的综合试验

文章主要介绍了利用滚动试验台进行KZ4A型高速客运电力机车逆变器供电的交流电机及其控制系统综合试验的方法及验证机车牵引/电制动性能的结果,并对其试验结果与机车线路试验结果进行了比对,得出滚动试验台模拟线路负载完全满足机车牵引/电制动特性试验要求。     

新加坡电力蓄电池双能源工程车制动系统

介绍了新加坡电力蓄电池双能源工程车制动系统,重点阐述了制动操纵方式和模式,均衡风缸、列车管、制动缸压力的控制原理以及停放制动、防滑控制和其它功能。     

AC4000交流传动电力机车的研制

从基本特点、总参数、设备布置、电气原理和机车特性等简要介绍了ＡＣ４０００交流传动电力机车、该型机车研制成功对我国铁路电气化事业的发展具有重要意义。