基于形态学-小波的接触网断线故障检测研究

针对接触网监测中棘轮补偿装置坠砣风振位移与断线位移容易混淆的问题,提出一种基于形态学-小波的断线故障检测方法。利用有限元软件ANSYS搭建接触网模型,采用谐波叠加法模拟脉动风场,通过瞬态动力学仿真模拟接触线b值的风振位移曲线;构造出无干扰断线信号和有风振分量干扰的断线信号,采用基于形态学方法的交替混合滤波器对含噪信号进行消噪处理;对信号做小波变换并根据模极大值原理计算Lipschitz指数实现断线故障的检测。研究结果表明:形态学滤波方法能够完整保留断线故障特征;断线点Lipschitz指数最大值不超过0.11,风振位移Lipschitz指数最小值不低于0.25,将Lipschitz指数作为定量判据可以有效区分坠砣的断线位移和风振位移,该检测方法具有较高的实际应用价值。     

计及风沙流影响的接触线振动响应研究

基于风沙荷载的协同激励会加剧接触线的摆动幅度、增大事故发生概率,为了加深对接触网风沙荷载致振机理的认识,利用有限元软件ANSYS建立兰新高铁接触网模型,采用谐波叠加法模拟脉动风场,通过流体力学软件Fluent获得接触线气动系数并计算风沙荷载,仿真分析风沙流对接触线振动的影响。研究结果表明:风沙流作用下接触线气动系数随攻角的变化趋势与净风基本一致;接触线横向、垂向振动位移随携沙量的增大而变大,风速20 m/s攻角0°沙粒体积分数取0.000 100时,横向、垂向最大振动位移分别比净风增大21.9%和12.0%;接触线的横向、垂向振动位移增长率与沙粒体积分数之间均符合高度线性相关关系,相关系数都近似等于1。     

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。