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。     

计及机械和电气特性的弓网表面热流分析和计算

针对弓网高额取流所产生的高温热侵蚀,提出一种弓网表面热流源计算评估方法。指出弓网表面温升主要由摩擦、接触电阻和电弧的作用而产生;分析和计算3种温升的热侵蚀过程和影响因素,并选取京津城际客运铁路基础参数进行仿真。仿真结果表明,摩擦热、焦耳热和电弧热一般同时存在并相互影响。分析得出弓网接触压力、风速影响、行车速度、电流变化等对接触线和滑板表面热流的影响规律。     

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。     

基于能量守恒的弓网电弧建模研究

按照弓网电弧能量守恒微分方程,建立简单有效的弓网电弧确定性模型。在对牵引供电系统各组成部分进行参数计算的基础上,建立了牵引供电简化电路模型。将提出的弓网电弧模型以电流控制电压源形式直接接入牵引供电测试系统,对弓网电弧引起的电压波动问题进行仿真分析。仿真结果与实际系统动态特性完全相符,从而验证了模型的正确性。该仿真模型的建立,为理解弓网电弧非线性时变特性,研究弓网电弧导致的电力机车受流质量问题,进行谐波治理与弓网电弧抑制研究提供了研究基础。     

受电弓离线过程弓网电弧电气特性研究

受流问题是制约电气化铁路提速的因素之一,而弓网电弧电气特性是反映高速列车受流问题的重要指标.基于自主设计搭建的弓网离线电弧实验平台,分别探究弓网在稳态离线状态与动态离线过程中燃弧尖峰电压、稳定燃弧电压、电弧电阻、功率的变化规律,对弓网电弧进行伏安特性分析.并对燃弧尖峰电压的变化规律进行曲线拟合,探究电流大小对弓网离线过...     

高速动车受电弓滚动弓头特性研究

讨论了弓网受流原理和受流质量评价体系,通过Simulink仿真手段,对弓网接触压力和受流质量之间的关系进行了研究,提出滚动弓头受电弓设想,并依据接触电阻理论、冲量理论、摩擦磨损理论,分析滚动弓头对弓网性能的提升原理。     

弓网系统电弧的产生及其影响

弓网系统电弧的产生与弓网接触电阻、电动列车的取流量大小有关.电弧能维持电动列车取流的连续性,但对弓网系统产生电气磨损,并对环境带来电磁干扰.通过改变弓网系统的振动特性、选取合适的弓网接触压力、合理匹配滑板与接触线的材料、改进接触线的生产工艺、提高接触网的施工质量等,能有效减少弓网系统电弧现象.可以根据列车一定取流量及运行速度时的电弧次数与持续时间对弓网接触特性进行评价.     

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...     

高速铁路弓网电弧模拟装置的研制

弓网关系是目前制约我国高速电气化铁路发展的瓶颈之一,而弓网电弧问题是弓网关系中需要解决的核心问题.由于现场勘察、测量弓网电弧有相当大的难度,为此依据弓网电弧产生机理,研制出一套弓网电弧模拟装置,可在实验室对这套模拟装置产生的电弧进行测量、数据采集,为研究解决弓网电弧问题打下基础.     

弓网电弧的能量特性探讨

牵引供电是高速铁路关键技术之一,弓网关系是牵引供电的关键组成,而弓网电弧是弓网关系的突出问题。深入全面地了解弓网电弧的能量特性具有非常重要的意义,发现弓网电弧能量大小与电路结构及参数的关系,找到弓网电弧能量在时间和空间上的分布规律,揭示弓网电弧的腐蚀机理;从电气上找出减小弓网电弧危害的措施和弓网电弧危害的评估方法,提高牵引供电质量。文章从经济有效地解决弓网电弧问题的角度展开探讨,从弓网电弧的电气本质入手,在弓网电弧能量与电路结构和参数关系研究的基础上,找出弓网电弧能量大小与电路结构和参数关系,描述弓网电弧能量在时间和空间上的分布规律。     

城市轨道交通弓网系统现状分析与建议

既有城轨受电弓与接触网的类型较多,两者之间的配合问题尤为突出。总结国内外城轨弓网系统标准,存在内容描述较少,刚柔接触网未分开规定,指标参数相差较大,系统性不强等问题。总结国内外相关研究文献,发现弓网设计阶段对弓网接口的设计不足,弓网维修阶段存在机械故障较多,弓网仿真缺少实测数据确认等问题。最后针对城轨弓网系统研究现状的不足,对未来进一步研究工作提出若干建议。     

武广高速铁路轨旁电磁干扰实测及分析

研究了GB/T 24338-2标准中关于分辨率带宽(RBW)的规定。通过实验对比了标准推荐的RBW及实地测试使用的RBW的测试效果,结果证明两者测量干扰峰值效果相同,但后者扫描速度更快,更适宜测试现今高速铁路的电磁干扰。并在武广高速铁路咸宁段电分相处实地测试运行中的CRH3型高速列车的弓网离线电弧电磁干扰,获得其在30 MHz~1 GHz的频谱。通过频谱分析了高速列车弓网离线电弧电磁干扰的幅频特性,为评估弓网离线电弧电磁干扰对高速列车的影响提供依据。     

基于弓网电弧动态模型的高速列车弓网电弧产生机理

分析了高速列车弓网电弧产生的机理,结合受电弓和接触网间的离线时间、材料缺陷、电腐蚀等问题,解析了弓网电弧与高速列车安全的关联机制。依据电弧理论的动态模型算法,推导了Cassie模型和Mayr模型的理论公式,并论述了这两种模型的适用条件和应用范围。提出了高速列车弓网电弧方面目前仍存在的问题及未来电弧研究的展望。     

基于弓网电弧模拟试验装置的电弧研究

设计了一套弓网电弧模拟发生装置,该装置通过旋转轮盘与碳刷相对运动,产生旋转电弧,能够模拟受电弓与接触网的相对运动。系统试验最高电压80 V,负载电流8 A,试验测试了电弧对系统的电压、电流的影响,并采用LABVIEW软件对其进行了谐波分析。     

受电弓与接触网系统方案设计方法及其应用

为提高弓网系统设计效率和系统固有可靠性,需开展弓网系统方案设计方法研究。具体方法为:根据弓网系统设计目标、弓网动态性能评价依据和接触网技术参数的设计步骤及依据,筛选接触网初步设计方案,再通过弓网动力学仿真计算结果和技术经济性比较,确定最终的弓网系统设计方案。应用本设计方法,设计满足SSS400+和CX-GI型两种双弓运行速度为380 km/h的弓网系统建议方案。通过以上研究分析和工程应用,形成一套科学合理的弓网系统方案通用性设计方法。     

城市轨道交通弓网燃弧检测与分析

弓网燃弧对城市轨道交通弓网系统和列车运行安全造成严重危害。文章通过对弓网燃弧光谱的提取与分析,研制了基于特征紫外光和光子计数技术的弓网燃弧检测系统。检测结果表明:该系统能有效实时检测弓网燃弧状态;燃弧状态与列车速度相关,速度越大,燃弧率和燃弧强度越大。     

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。     

弓网系统动态及受流性能测试技术研究及应用

在列车高速运行条件下,保证弓网系统具有良好的受流质量是高速电气化铁路的关键技术之一,即保持受电弓/接触网接触副间有稳定的电能传输。但如何评价其受流性能,即根据什么检测内容、测试方法和评价准则来评估弓网动态及受流性能的优劣,是弓网关系研究需要解决的问题。围绕弓网系统动态相互作用及受流性能的检测,着重介绍接触压力、加速度、导线动态高度及燃弧等关键参数相关检测技术的现状、不足及发展趋势;同时探讨了上述关键参数之外的其他性能参数的测试技术,并对相关的研究动态进行了论述。     

高速铁路接触网拉出值和定位器坡度优化研究

高速铁路接触网定位器与受电弓的相对位置关系直接影响弓网运行安全。通过合理设置拉出值和定位器坡度,既能保证弓网受流性能和弓网安全,又能降低受电弓滑板的损耗。通过对直线、曲线区段跨距值、拉出值、定位器坡度、第一吊弦点位置之间的相互关系进行详细研究,为高铁接触网设计优化提供依据。通过研究,在接触网其他主要设计参数一定的情况下,得出针对直线、曲线区段的不同跨距下拉出值的推荐设置,在保证定位器具有合理坡度值的同时,使得受电弓与定位器的匹配关系更加安全可靠,可指导工程设计。