接触网覆冰和风舞在线监测系统研究及应用

针对电气化铁路接触网覆冰和风舞带来的危害,研发基于称重法和光纤传感器法的接触网导线覆冰和风舞在线监测系统.该系统可实时采集导线拉力、环境温度和湿度、风速和风向、导线的振动等信息,并依据导线、绝缘子参数及由专家分析系统建立的导线覆冰及舞动模型计算接触网覆冰和风舞实时状态,及时给出预警信息,保证电气化铁路安全可靠运行.     

电气化铁路接触网雨凇覆冰厚度预测模型研究

在分析接触网雨淞覆冰形成机理的基础上,结合电气化铁路的供电原理,参考架空导线的覆冰预测模型得出接触网雨淞覆冰自然增长模型,并根据电热融冰热平衡方程,建立接触网牵引电流等效融冰厚度模型。在该基础上,得出接触网雨淞覆冰厚度预测模型。该模型考虑了接触网覆冰的气象因素,也考虑了牵引电流大小极其持续时间的影响,能够较准确地预测接触网雨淞覆冰的厚度。     

高速铁路接触网在线防冰过程横向温度场研究

基于热平衡方程推导出接触网在线防冰过程的临界防冰电流。借用ANSYS有限元仿真软件,建立接触网整体吊弦模型,对接触网系统在线防冰过程的横向温度场进行仿真分析。利用流体分析模块,对接触线和承力索温度场进行流-固耦合分析。研究结果表明,基于整体吊弦模型的接触网的温度场分布与通过流-固耦合模型仿真所得结果基本吻合,且与预期目标温度接近,验证了仿真模型及分析方法的正确性。     

高速铁路覆冰接触线气动系数研究与风振响应分析

为分析高速铁路接触网线索覆冰对接触线风振响应的影响,首先采用流体力学计算软件Fluent对不同覆冰厚度的接触线进行绕流仿真,分析覆冰对接触线气动系数的影响,然后对作用在接触网上的平均风和脉动风载荷进行计算和仿真,用有限元分析软件MSC-Marc建立高速铁路接触网有限元模型。最后,分别将平均风和脉动风载荷施加到有限元模型中,研究不同覆冰厚度对接触线风致振动响应的影响。研究结果表明:接触线覆冰对其气动参数影响较大;高速铁路接触网风振主要由脉动风引起;线索覆冰厚度增加会导致接触线的风偏增大,也会改变接触线的风振形式;覆冰接触线的振幅随覆冰厚度的增加而增大。因此,应避免线索覆冰对高速铁路接触网系统的危害。     

高速铁路接触网预防覆冰技术分析

高速铁路对弓网运行关系要求极高,但在寒冷的冬季,因温度较低,雨雪天很容易在接触网上形成覆冰,覆冰会严重影响接触网的技术状态,造成动车组取流不畅或弓网故障,扰乱铁路运输秩序。探讨接触网覆冰的成因、危害,并结合上海局集团公司的实际,进行预防覆冰的技术分析并提出应对措施。     

车载接触网主导电回路状态检测系统研究

接触网主导电回路中的不良作用点长时间作用会导致器件温度升高并丧失机械强度,造成承力索断股、联接点断裂等危害,文章通过系统设计和关键技术研究,采取红外成像技术,实现车载接触网主导电回路状态检测系统,完成接触网主导电回路状态自动在线检测。并在高速综合检测列车上进行了检测运行试验,验证了系统的功能,系统可指导接触网设备维修维护。     

接触网补偿装置在线监测系统开发与应用

针对接触网监测方式的不足,研制了一套接触网补偿装置在线监测系统,实现了对接触网补偿装置b值信息的"采集—传输—存储—显示—分析"等功能。该系统通过硬件监测终端采集数据,经GPRS进行远距离无线通信;开发web网站,接收数据信息,并进行数据分析,得到"b值-温度"拟合公式,预测未来时间段的b值变化;根据b值异常波动情况,判断接触网存在的接触悬挂故障类型。经测试验证,该系统测量精度高,稳定性强。     

铁路牵引供电系统接触网结构的防灾分析

采用有限元方法,以铁路接触网的支持悬挂系统为研究对象,对其在风偏设计风速和结构设计风速下的风灾工况,10mm、20mm和30mm厚度的导线覆冰工况,以及覆冰、风载同时作用工况进行模拟,分析它的动态应力和位移响应,并校核结构强度和刚度,提出防灾建议.仿真结果表明:现有的接触网支持悬挂系统在大多数工况下,能够满足结构的强度和刚度要求,但在风速大于37m/s和覆冰厚度超过20mm的灾害条件下,接触线的挠度过大,此时应采取机车限速和及时除冰等相应措施.本文的研究结果可以为铁路牵引供电系统的防灾设计与运行提供必要的理论依据.     

对接触网锚段线索状态实施在线监测的思考

通过对接触网状态监测手段和现状的分析,根据设备监测应达到信息化、精细化、智能化的要求,提出了对接触网锚段线索状态实时在线监测系统的设想。该监测系统具有在发生线索卡滞、补偿装置a、b值超标时准确及时的发出预警信息和故障地点,指导设备管理人员进行检查、处理,避免发生断线故障和弓网故障等功能,并对该监测系统采用的技术方案、基本功能实现进行了阐述。     

链形悬挂接触网监视装置

由于外力影响,如大风、暴风雨等或行车事故会造成接触网导线和承力索的损坏,从而造成供电中断和列车停运事故。因此,迅速确定接触网故障地点,立即加以修复,对避免列车长时间停运具有重要意义。德国西门子公司开发了一种非接触式接触网监视装置,称为SicatCMS（悬式探测系统）,能识别链形悬挂接触网的不正常情况,并通过导线或无线装置向管理者报告。为了补偿因温度变化造成接触线和承力索长度的变化,     

强侧风下接触网响应特性及弓网运行安全分析

采用非线性有限元分析软件建立接触悬挂模型,模拟强侧风工况,进行接触网风致响应特性及弓网运行安全问题分析。对简单链形悬挂、弹性链形悬挂进行风致位移对比分析,结果表明在接触网抗风性能方面简单链形悬挂较好;对4种典型接触悬挂组合的承力索与接触线风致水平位移进行同步性分析,得出接触悬挂最佳匹配张力;对不同跨距参数的接触悬挂进行风致位移对比分析,对照强侧风条件下的弓网运行安全评价指标,得出缩小跨距至45m以下确保安全、悬挂组合JTMH95+CTS150抗风性能较好等结论;对接触悬挂和支持结构进行风致应力响应分析,得出接触网防风薄弱点为接触线和承力索、吊弦、套管双耳、承力索座、定位器支座及定位线夹等零部件。     

接触线覆冰在线监测方法研究

针对接触线覆冰可能造成电力机车行车时的重大事故,研究通过在支柱上安装摄像机拍摄接触线覆冰,对其形状进行计算分析,以预报冰灾.首先采用摄像机标定技术在云台旋转后实现自动标定,通过对覆冰图像进行边缘提取,将边缘的图像坐标转换为世界坐标,拟合出接触线覆冰厚度分布曲线,应用人工智能分析覆冰厚度与冰凌长度.实验表明,计算机显示结果的误差在10％以内,能够满足监控接触网覆冰的现场需要.     

株洲枢纽绝缘锚段关节内断线原因分析及对策

针对株洲枢纽绝缘锚段关节内出现2起典型的承力索、接触线断线故障,分析电力机车通过绝缘锚段关节时烧伤承力索、接触线的原因,并提出具体的改进方案。     

基于雨流计数法的弹性链型柔性悬挂接触网疲劳寿命分析

采用APDL语言编制命令流,对弹性链型悬挂接触网的接触线进行疲劳寿命估算。文中给出了求解接触线寿命的步骤,采用改进的雨流计数法处理接触线的疲劳应力谱,得到各单元的各级应力幅值、应力均值与相应的应力循环数,用Miner线性疲劳累积损伤理论得到接触线各单元的疲劳寿命值。在相同参数的条件下,分析了影响接触线寿命的因素,包括跨距、接触线和承力索预张力、截面面积、列车行驶速度、抬升力、干摩擦等,比较简单链型和弹性链型悬挂接触网对接触线寿命的影响,对比各种参数找出影响接触线疲劳寿命的几个关键因素,为弹性链型悬挂接触网系统的设计和工程实际施工与维护提供重要依据。     

高速磁浮交通环境与灾害监测预警系统方案研究

高速磁浮列车运行速度更快,对运行环境及沿线灾害更加敏感,针对600 km/h级高速磁浮车辆对其主要运用环境提出的系列要求,本文对高速磁浮运行环境与灾害监测预警系统开展了相关研究,提出的监测与预警系统能够实现对强风、强降雨、强降雪、结冰、地质灾害、地震以及异物侵限、周界入侵等运行环境因素进行全方位监测和预警,也可对沉降、...     

基于直接积分法的弓网耦合系统动态性能仿真分析

针对提速铁路采用的弹性链型悬挂接触网及受电弓结构,建立包含承力索、辅助线、接触线和吊弦4个部件的接触网模型、以及简化为弹簧阻尼机构的受电弓模型。通过接触单元将接触网和受电弓直接耦合起来得到弓网系统的整体模型,进而构建弓网耦合系统的动力学平衡方程。采用直接积分法对建立的平衡方程进行求解,得到反映弓网系统动态性能的抬升位移、接触压力以及应力等数据。与先前研究的参考数据比对结果表明,采用接触单元和直接积分法分析弓网耦合系统的动态性能,切实可行。     

基于LabVIEW的弓网动态试验测试系统研究

列车运行过程中,受电弓与接触线滑动摩擦,接触力、硬点、离线率等参数是评价弓网动态性能的重要指标。LabVIEW是开放式虚拟仪器平台,具有丰富的接口,将弓网动态试验测试的各个测点的硬件设备相统一。在弓网动态试验测试检测方法进行研究、分析的基础上,设计出一整套弓网动态试验测试系统,在试验过程中,达到实时在线处理相关数据的要求,以期能全面评价受电弓运行状态和弓网受流质量。