高速受电弓-接触网动态受流性能及双弓距离的研究

高速列车运行的关键技术之一是弓网动态受流问题。当动车双弓运行时,弓网动态受流性能限制了高速列车运行速度。本文采用无限长弦模型,将受电弓看作集中质量模型,对弓网系统动态受流性能进行分析,推导并计算其解析解,对接触网-受电弓的动态相互作用进行研究;通过计算运行速度为200 km/h的俄罗斯高速接触网的弓网参数来验证该方法的正确性;对我国高速铁路受电弓-接触网系统的动态受流性能进行分析,得到接触线的弛度、悬挂刚度和波动分量以及机车车辆振动对受电弓滑板及接触线垂向位移的影响情况;对动车双弓运行工况下双弓的最佳距离进行分析,并研究受电弓归算质量对弓网受流的影响。研究结果为进一步优化受电弓参数提供了参考。     

刚性接触网跨距对弓网动态性能的影响分析

随着轨道交通线路运营速度的不断提高,对弓网系统动态性能的要求越来越高.跨距是刚性接触网的一项关键参数,弓网之间的良好受流质量需要选取合理的跨距,因此有必要对不同速度等级下刚性接触网跨距的选取进行研究.本文通过建立刚性接触网模型与受电弓模型,分析不同型号受电弓以不同速度通过不同跨距刚性接触网的弓网动态性能参数,得出不同速度等级下与不同型号受电弓相适应的刚性接触网跨距,为受电弓及刚性接触网系统设计提供研究基础.     

轨道交通受电弓/柔性接触网系统受流特性的研究

为了不断改善受电弓/柔性接触网系统的受流质量,主要采用半实物半虚拟相结合的方法,建立受电弓/柔性接触网模拟试验台,研究轨道交通柔性接触网参数对弓网接触压力的影响规律,进而研究列车弓网受流特性。研究表明:当柔性接触网的结构高度取1.5 m,柔性接触网跨距取62 m,承力索及接触线的张力取15 kN,承力索线密度取0.8 kg/m,接触线线密度取1.5 kg/m,接触线弛度取45 mm,对单个余弦波不平顺,其波长应大于3.2 m,对正弦波不平顺,其波长应大于5.5 m时受电弓/柔性接触网系统受流最佳。     

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。     

高速弓网系统动态振动性能的仿真研究

基于MSC-Marc软件建立弓网系统模型,对受电弓-接触网动态振动性能进行仿真研究.建立接触网、受电弓两个系统的有限元模型,模型之间通过接触实现耦合,使弓网作为耦合系统进行低速条件下的动态仿真.将结果与国外仿真、实测及运行结果相比较,验证软件分析的正确性.在此基础上,针对我国京津城际铁路受电弓-接触网系统参数,对高速下的弓网系统动态振动性能进行仿真,分析影响弓网受流的主要参数,得到高速下接触网动态抬升量、弓网接触压力及离线现象,并通过参数的调整保证弓网可靠作用达到良好受流性能.对高速受电弓与接触网的相互作用进行大量的仿真并对结果进行分析,为进一步研究高速下不同受电弓与接触网参数的配合奠定基础.     

基于响应面法的高速铁路接触网参数优化研究

当列车运行速度提高,弓网受流质量恶化,甚至造成离线,为了保证列车高速运行时弓网之间良好接触,因此对接触网设计参数进行优化。采用有限元分析法,利用MSC. Marc软件建立了弓网耦合模型,对接触网和受电弓的耦合运动进行仿真计算。首先,分析接触网线索张力、线索线密度单独变化时对接触力的影响。其次,考虑到多参数共同变化对接触力的影响,引入响应面法,研究两个参数一起变化对弓网受流质量的影响。最后,基于线索张力、接触线线密度一起影响时,对速度500 km/h时接触网设计参数提出优化方案。研究结果表明:增大接触线张力,减小承力索张力和接触线的线密度能够有效地改善弓网受流质量。     

国外AC 25 kV高速刚性接触网系统弓网动态测试分析

目前国内刚性接触网系统最高运行时速160 km,暂无时速160 km以上的工程案例或试验线测试记录.本文基于英国Stanton隧道刚性悬挂接触网系统,介绍其接触网系统布置,阐述弓网测试中评价弓网受流质量的相关指标和标准;说明了在弓网测试中列车编组形式、受电弓布置以及相关测试设备,展示了弓网测试接触力波形图、接触力指标特征值及相应的可视化统计曲线,并对弓网测试数据进行了分析;最后对弓网受流稳定性的影响因素和刚性接触网系统适应性进行论述.     

刚性悬挂接触网结构参数对地铁弓网系统受流特性影响仿真分析

为了对刚性悬挂接触网系统结构参数优化设计提供技术论证，优化地铁刚性接触网设计，研究了刚性悬挂接触网结构参数对地铁弓网系统受流特性的影响。基于有限单元法，建立了接触网有限元等效梁结构模型及简化为弹簧阻尼机构的受电弓归算模型。通过受电弓和接触网动态运行的仿真计算，分析研究了刚性接触网跨距参数、悬挂机构刚度参数及锚段关节处的结构参数对弓网系统受流的影响。仿真研究表明：当列车运行速度小于80 km/h时，建议采用的接触网跨距为10 m;当列车运行速度为120～160 km/h时，建议采用的接触网跨距为8 m;接触网悬挂刚度过小会恶化弓网之间的受流质量；通过减小锚段关节处相邻跨距之间的挠度差，可以有效提高弓网系统在锚段关节处的受流质量。     

气动力作用对弓网受流影响的研究分析

阐述弓网受流与气动力学的关系,在分析受电弓气动力模型的基础上,结合实际线路运行试验和风洞试验数据研究气动力作用对弓网受流的影响。结果表明列车高速运行时,受电弓结构特性和运行方向对气动力有影响,调整受电弓气动力特性能有效改善弓网受流性能。     

吊弦失效对弓网系统受流质量的影响规律研究

吊弦是链型悬挂接触网的重要组成部分,其布置对受电弓接触网系统受流性能有重要的影响。针对接触网故障中的吊弦失效,基于ANSYS软件平台建立了含吊弦失效的接触网有限元模型;受电弓采用归算质量模型;通过直接积分法对弓网系统相互作用进行仿真计算。对比分析吊弦失效对弓网受流性能的影响,得出吊线失效影响力与运行速度有关,且只在局部范围内有影响。同时对比单双弓计算结果得出吊线失效对单双弓影响规律相同的结论。     

基于SIMPACK的受电弓结构参数研究

利用多体系统动力学技术,借助多体系统动力学软件SIMPACK建立受电弓—接触网耦合仿真试验平台。通过仿真试验平台对受电弓模态进行了分析,同时研究了受电弓参数对弓网动态特性的影响。系统研究受电弓—接触网系统的目的在于优化其结构及悬挂参数,以改善弓网受流特性,设计最佳性能的受电弓。     

基于ADAMS的列车弓网动力学性能研究

弓网系统动力学性能决定受流的质量。针对CED160D型受电弓和简单链型接触网,利用ADAMS软件,建立弓网系统动力学模型,将列车运行状态作为激励加载到模型中,计算弓网接触力、接触导线抬升量、受电弓振幅和离线率等关键受流性能参数,为研究接触网和受电弓的相互作用,评估受流质量提供了一种简单实用的方法。     

集中质量对接触网仿真的影响研究

电气化铁道弓网动态受流一直是牵引供电系统的关键技术之一.建立高精度的接触网仿真模型,深入研究弓网的动态受流关系,是解决受流质量一个主要途径和方法.在接触网系统中,安装的定位器、定位管、线夹等零部件形成的荷载会影响接触悬挂的弹性,进而对弓网受流产生影响.此文在建立接触网仿真模型中,把零部件荷载视为集中质点,来研究接触悬挂模型的等效质量,进而研究集中质量对接触网仿真的影响.通过研究表明,集中质量的等效质量越大,集中质量处的接触压力越小;反之亦然;列车行驶速度越快,集中质量产生的影响越明显.     

弓网检测

编者的话在外行看来,受电弓与接触网是个谜:就在弓网于方寸之间的亲密接触,竟使千吨之重的列车获得了不竭动力,驰骋在广袤的大地。在内行看来,受电弓与接触网是个题:在列车高速运行的过程中,弓网之间的接触力、受流电压以及动态运行质量等技术指标均在动态变化。     

高速接触网的受流稳定性分析

本文对高速电气化铁道接触网－受电弓系统进行了分析研究，建立了相应的数学模型及物理模型，借用马休方程原理，对高速运时弓网关系及其稳定受流性能进行分析探讨。提出了接触网电弓在不同速度段，其相互制约，相互依赖及相互适应的关系。从而对高速情况下弓网的稳定接触及受流，提供了理论依据。     

计及列车车体随机振动影响时受电弓的随机动力响应

运用随机平均法研究计及列车随机振动影响时受电弓的随机动力响应。首先建立列车随机振动影响下受电弓的动力学理论模型与运动微分方程,然后运用随机平均法得到关于受电弓振幅的伊藤随机微分方程,求解与该方程相应的FPK方程,从而得到计及列车随机振动影响时受电弓的稳态响应以及弓网间离线概率的解析解。结果表明,列车车体随机振动对弓网间的受流质量有较大影响,且随着列车速度的提高影响逐渐变大;随着列车振动强度增大,弓网间受流质量明显降低;当速度参数接近1,弓网间发生主共振,受流质量会严重恶化。     

我国高速铁路弓网相互作用特点

从几何特征、动态性能、材料接口及电接触等方面对京津城际、武广、郑西等高速铁路受电弓与接触网相互作用的特点进行分析。结果表明,高速铁路弓网系统不仅能满足我国铁路互联互通要求,而且高速接触网的几何参数能够与高速列车使用的受电弓相匹配;铜合金接触线和碳滑板的组合能使弓网系统的磨耗量降至最低,且能保证弓网接触点不出现过热;弓网系统的动态性能可以确保高速列车的取流可靠性和取流质量。我国高速铁路弓网系统的性能还可进一步优化．     

不同列车运行速度下架空刚性接触网跨距的选择

架空刚性接触网是城市轨道交通常用的接触网方案,其跨距选择对弓网系统受流质量影响较大,因而选择与列车运行速度相匹配的接触网跨距相当重要.考虑弓网系统受流质量影响因素,从刚性接触网波动传播速度及接触网系统整体不平顺度等方面,分析了接触网跨距与列车运行速度的匹配关系,从而得出与列车运行速度匹配的刚性接触网跨距布置原则的建议方案.     

提速区段减少弓网故障的措施

随着电气化区段列车提速，影响弓网关系和受流质量的主要技术指标都有很大的变化，因此必须对提速区段接触网进行技术改造，如增加接触网张力，改善运行稳定性；改变定位结构形式，防止定位装置打碰受电弓，改善接触网弹性；采用双五跨绝缘关节八路关节式分相绝缘装置装置，以减少接触网集中荷载设备，优化弓网关系。同时强化接触网关键设备运行管理和检查。     

高速刚性悬挂接触网弓网动态仿真模型优化研究

随着刚性接触网线路上列车的运行速度逐步提高，对弓网动态性能的要求也更高，良好的弓网接触力能保证电力机车持续取流。利用弓网仿真技术可以方便高效获取弓网接触力，因此有必要对弓网仿真模型建模方法进行研究，建立高精度弓网仿真模型，获取精确的弓网接触力。本文基于力学理论与有限元理论建立汇流排、悬挂装置、锚段关节等仿真模型，依托北京地铁大兴机场线开展实测对比验证，为探究更高速度等级的受电弓与刚性接触网系统提供理论支撑。