基于GSM网络的接触网张力在线监测系统研发

通过分析接触网接触悬挂张力变化,研制了一种安装在接触悬挂下锚终端的张力在线监测系统。当接触悬挂因补偿装置卡滞或断线而引起张力超出允许数值时,通过GSM网发出短信预警信息,以及时发现接触悬挂异常和预防断线事故的发生,并在发生接触网断线事故后能起到快速查找的作用。本文重点介绍了接触网张力在线监测系统的实现方案和软硬件工作原理。     

基于虚拟观测的FastICA的坠砣位移的风荷载分量去除

通过检测坠砣位移、摇杆倾角以及环境参数可以得到接触网张力传递系统的运行状态,而风荷载会导致棘轮补偿器坠砣位移的变化。为准确提取接触网张力传递系统中的故障信息,需对风荷载作用导致的坠砣位移分量进行去除。考虑到风荷载分量是弱信号,提出基于虚拟观测的FastICA的去除方法,并针对ICA的不确定性,提出SS-MDP法消除分离信号的不确定性,并通过仿真验证该方法的可行性。仿真结果证明,该方法可实现坠砣位移信号中风荷载分量的去除。去除风荷载分量后的信号可用于接触网张力传递系统的故障状态的提取。     

高速铁路接触网风致振动与风偏的动态计算方法

利用ANSYS软件建立接触网弹链、简链风致响应有限元模型,从导线弛度、张力及弹性角度,验证有限元模型的准确性;采用谐波合成法(WAWS)模拟针对接触网结构特点的脉动风场;计算系统在风荷载作用下的动态响应,利用空气动力学理论计算接触网平均位移,采用时程分析方法计算接触网动态位移,并将二者叠加得到接触网风致响应总位移。通过开展接触网气动弹性风洞试验,结果表明:提出的基于有限元的风致振动与风偏的动态计算方法与风洞试验结果基本吻合;该方法计算结果准确,具有较好的工程应用价值。     

接触网张力检测系统研究与设计

接触网张力是表征接触网状态的重要特征参数,进行接触网张力检测具有非常重要的意义。本文在研究分析既有接触网张力检测方法及接触网张力特点的基础上,提出了一种接触网张力实时在线检测系统设计,详细介绍了张力检测模块设计方案,并进行张力检测精度及偏差测试试验,分析了内应力对检测结果的影响,为研究接触网张力特性提供了一种检测手段。     

接触网三维模型的建立与风偏的非线性求解

本文利用空间梁单元与柔性索单元离散电气化铁路接触网,考虑梁单元变形时的几何非线性,采用动坐标迭代法进行求解,计算平衡状态下的吊弦长度,建立接触网三维力学模型。分别利用流体力学软件和风洞试验计算接触线截面的气动力系数,并将横风载荷施加到此模型中,研究风速、张力等因素对接触线风偏的影响,以及考虑几何非线性在研究接触网较大位移问题时的必要性。研究结果表明:在求解接触网大位移问题时,不考虑梁单元变形产生的几何非线性,会对结果造成一定的误差。本文仿真结果可为接触网防风设计提供有益借鉴,提出的仿真方法可适用于接触网发生较大位移时的精确计算,也为研究更为复杂的接触网三维力学特性提供条件。     

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。     

新型弹簧补偿器在地铁中应用的可行性

本文以南京地铁二号线为背景,分析了接触网所要求的张力范围,假设张力由额定状态向最小张力变化,分析接触网状态的变化以及张力变化对接触网产生的影响。最后通过分析新犁恒张力弹簧补偿器达到接触网最低张力的可能性,来判断其在地铁内应用的可行性。     

研制和应用国产化接触网全张力架线车势在必行

回顾了人工架设接触网线索和进口小张力架线车架设接触网存在的弊端,阐述了随着我国电气化铁路的发展,研制和应用国产化接触网全张力架线车组的必要性,以及在电气化铁路接触网架设施工中,采用自动控制线索全张力架设承力索、导线,以确保接触网悬挂质量,确保运行机车的良好取流.     

接触网定位器的张力分析

对曲线和直线2种工况下接触网定位器的张力进行分析,认为应该对接触网定位器的最小和最大张力进行明确规定,指出了影响接触网定位器的最小和最大许用张力取值的因素。     

研制和应用国产化接触网全张力架线势在必行

回顾了人工架设接触网线索和进口小张力架线车架接触网存在的弊端，阐述了随着我国电气化铁路的发展，研制和应用国产化接触网全张力车组的必要性，以及在电气化铁路接触网架设施工中，采用自动控制线索全张力架设承力索、导线，以确保接触网悬挂质量，确保运行机车的良好取流。     

接触网参数对接触网风致响应的影响及风洞试验验证

大风作用会使接触网发生更大更复杂的振动与风偏,为给大风区接触网的防风设计提供科学依据,采用有限元计算与风洞试验相结合的方法进行研究。利用ANSYS软件建立包括支撑结构和悬挂部分的有限元耦合模型;采用谐波合成法(WAWS)模拟针对接触网结构特点的脉动风场;通过计算不同接触网参数组合方案在风荷载下的风致响应位移,定量分析得出悬挂类型、张力组合、跨距对接触网风致响应的影响。接触网气动弹性风洞试验结果表明,接触网参数对风致响应的影响的研究结果正确。研究成果应用于兰新铁路第二双线大风区接触网系统方案设计和技术参数选择,并作为主要理论支撑之一,形成了首个国内外铁路电化行业的风区接触网装备技术条件。     

高速电气化铁路接触网自振特性及横向风振动力分析

在电气化铁路接触悬挂上,导线偏离起始位置过大会导致钻弓事故,挂坏受电弓或拉断导线,这种运行故障会中断或影响行车,是接触网最严重的事故之一。通过大型有限元软件ABAQUS建立接触网模型,进行接触网自振特性和风荷载作用下的横向风振分析。得出并分析接触网结构的自振频率、振型特性。并且在模型上施加了由快速傅立叶变换(FFT)产生的随机风荷载,得到接触网中接触线的跨中及正反定位处的横向位移时程,接触线截面张力时程等。提出了防止由于接触网横向风振导致的刮弓事故发生的方法。     

接触网双线作业恒张力架线车

电气化铁路接触网双线作业恒张力架线车是提高接触网架线质量的重要装备.从提高我国电气化铁路接触网施工技术装备水平的需求出发,自行研制了我国接触网双线恒张力架线车.     

接触网双线恒张力放线工艺研究

随着我国高速度接触网的发展,接触网施工要求也越来越高,通过对东乌线双线恒张力放线的研究,总结出应用FX-5型接触网恒张力放线车进行以双线恒张力放线施工工艺.     

接触网恒张力放线车线索张力在线测量装置研制

针对接触网恒张力放线车放线张力测量难的问题,介绍一种在线测量接触网线索张力的装置。通过解决测量方法、传感器的布置、测量数据的处理,使线索张力在线测量装置达到TB/T3272—2011《接触网恒张力放线车》规定的测量精度要求和装车运用的要求。     

接触网下锚补偿装置参数监测系统

针对人工接触网下锚补偿装置参数检测中存在的效率低、测量间隔时间长、不能及时发现补偿器a、b值超限的问题,提出一种在线监测方案。该方案基于单片机、传感器和物联网等技术测量坠砣的底面到地面的距离、现场温度及绳索张力,并通过物联网将实时数据传输存储到服务器进行在线分析监测。监测系统减少了维护人员巡视频次,提高工作效率,提升故障预测能力,确保接触网处于良好的工作状态。     

刚性接触网在线监测装置的研制与应用

基于在线监测装置、紫外光电传感器、便携式数据处理计算机等设备,设计了一套刚性接触网在线监测装置。通过光学检测法,利用模态匹配法进行图像识别,实现测量弓网振动位移、分析弓网受流情况以及燃弧检测的目的,并将该检测装置进行了实际应用。应用表明,该系统效果理想,可准确发现故障,为刚性接触网日常维护提供了一种有效的监测方式。     

高速铁路接触网动力学响应实验及仿真

对接触网在受电弓/接触网垂向耦合振动过程中的瞬态位移和应力响应进行研究。对某试验接触网进行了动应力测试实验,并与有限元计算结果进行比较,误差在10%以内。利用有限元软件ANSYS建立Re250 0型简单链型悬挂接触网的二维模型,采用模态叠加法进行瞬态仿真分析,得到接触网的位移及应力时间历程。结果说明随着车速提高,接触网振动加剧,动态位移和应力显著增加,对接触网的疲劳和安全可靠性会造成严重影响。     

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。     

高速铁路接触网导线设计额定恒张力架设技术探讨

以郑西高速铁路接触网架设技术为例,阐述专用接触网架设系统组成、架线组织方式及施工前的准备工作,通过分析架设过程中的张力变化情况,提出时速350 km高速铁路接触网导线设计额定恒张力架设的新技术。