二维和三维弓网耦合动力学模型适用性分析

针对二维和三维弓网耦合动力学模型,根据接触网模态、接触压力、接触线抬升位移、弓头振动加速度及其频谱特性,分析了两种模型在弓网耦合动力学仿真中的区别;采用三维弓网模型分析了接触网在横风作用时,接触线风振位移对弓网接触压力的影响。计算结果表明二维和三维弓网模型获得的仿真结果基本一致,弓网横向相对运动对其垂向动力学行为影响较小;三维模型适用于横风条件下的弓网动力学仿真,横风载荷对弓网接触压力具有显著影响,导致弓网受流质量变差。     

地铁列车牵引电流对接触网磨耗影响分析

深圳地铁目前正式运营的若干条刚性接触网线路弓网磨耗情况表现不同,体现在不同线路的接触线磨耗严重程度不同、受电弓碳滑板使用寿命差异较大,甚至在相同车型、弓型、碳滑板品牌及接触网拉出值布置下,仍有明显差别,值得运维人员关注。根据大量学术研究成果,电气磨耗是弓网磨耗的主要原因之一,因此本项研究主要从列车牵引电流的角度分析接触网磨耗,牵引电流数据是从列车控制及管理系统（TCMS）下载的真实数据,主要选择早晚高峰期的时段,此时的牵引电流最大,对弓网磨耗影响最大。结果证实,接触线磨耗的主要成因是电气磨耗,接触线的磨耗程度与牵引电流幅值大小、列车受电弓分布有较高相关性,最终提出“优化信号列车自动运行系统（ATO）牵引策略,减少列车启动时牵引级数”的建议,以降低弓网磨耗。     

动车组弓网离线放电电磁骚扰源模型研究

基于接触线的振动微分方程,得到弓网离线时放电电弧等效电路时变电阻和时变电感与动车组速度的关系,在此基础上结合动车组牵引供电系统等效电路,建立动车组弓网离线放电电磁骚扰源模型.通过Matlab/Simulink仿真软件得到不同傅里叶级数下弓网离线时动车组车体馈电端骚扰电压的仿真波形,并与实测结果对比.结果表明:取傅里叶级数大于4即可保证仿真的准确性,验证了模型的正确性;弓网离线产生的骚扰电压呈周期性变化,动车组的速度越高,骚扰电压的变化周期越短,而放电频率和骚扰电压幅值越大,骚扰电压与动车组速度为指数函数关系.     

计及接触线垂向不平顺的弓网耦合动力学分析

建立弓网系统垂向耦合动力学模型,将接触线垂向不平顺实测数据引入该模型,仿真得到计及接触线垂向不平顺时不同速度条件下的弓网间接触压力值;以接触线垂向不平顺实测数据为基础,建立接触线垂向不平顺谱,对该线路的接触线垂向平顺状态进行评估;基于三角级数合成法得到一系列具有相同功率谱密度的接触线垂向不平顺样本,仿真分析得到弓网间接触压力的统计量。通过研究,揭示了接触线垂向不平顺对弓网间接触压力的影响规律。     

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。     

受电弓与接触网系统电接触特性

依据电接触理论对弓网系统电接触特点、接触电阻、稳态热效应及电弧的产生进行分析研究。结果表明：弓网系统具备固定、滑动及可分离等方面的电接触特性;弓网系统电火花现象与滑板和接触线材料的导电性能密切相关,铜镁接触线与碳滑板2种较高电阻率的材料组合决定了两者的接触电阻比较大,使得滑动接触过程中的电火花现象剧烈。取流量较大的电动列车在起步或低速运行时,由接触电阻引起的热能有可能导致滑板和接触线局部过热,必要时应采取措施减小弓网接触电阻。弓网系统电弧对周围环境虽产生电磁干扰,但却能保证电动列车正常取流的连续性。     

地铁车辆弓网静态电接触的多场耦合模型及温升分析

当地铁到站或在线路上因故临时停车时，接触网仍需为列车提供电流，此时弓网接触部件因处于静止状态而存在局部过热的情况，严重时可能导致滑板热损伤甚至造成接触线断线事故。因此，地铁停车期间弓网电接触的温升研究具有重要意义。地铁列车弓网接触是热、力、电多物理场耦合的复杂行为，而弓网接触力、滑板热导率和接触线截面形状对弓网电接触有重要影响。本文针对受电弓滑板与接触线静态取流的工况，研究了接触电阻和接触热导的变化规律与建模方法，建立了热-力-电耦合的三维有限元分析模型，分析弓网接触力、滑板材料热传导率以及接触线磨耗对接触温升的影响。结果显示，增大弓网接触力、选用高热导率的滑板材料和改良接触线截面轮廓均可降低弓网接触温升。研究结果对接触线结构优化、滑板材料的选取及保障列车安全运行有重要参考价值。     

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。     

高速电气化铁路铜合金接触线制造技术新进展

正接触线作为电气化铁路弓网关系的重要介质,应确保列车高速运行时能持续不断地从牵引供电系统中获得电能,因此必须具备良好的弓网配合关系。提高接触线张力是改善弓网关系的重要手段之一,使接触线振动迅速衰减,从而减小振动对受流的影响。接触线工作环境恶劣,需要承受冲击、振动、温差变化、环境腐蚀、磨耗、电火花烧蚀和极大的工作张力,其性能直接影响高速列车的行车安全。根据高速铁路的技术要求,我国正在加大高速铁路接触线研发力度,并已取得显著成果。     

弓网系统接触电阻特性的研究

弓网接触电阻是衡量弓网接触性能的重要指标,而牵引电流、接触压力和滑动速度是影响弓网接触电阻的重要因素。通过测试不同牵引电流条件下的弓网静、动态接触电阻的试验,阐明弓网静、动态接触电阻随牵引电流变化的趋势,以及接触压力与滑动速度对弓网动态接触电阻的影响效果,并分析这3个影响因素的作用机制。研究结果表明:弓网静态和动态接触电阻都随电流的增大而减小,且下降趋势逐渐趋于平缓;相同牵引电流条件下,接触压力越大,则动态接触电阻越小,滑动速度越大,则动态接触电阻越大;滑动速度越大,动态接触电阻随牵引电流增大而减小的下降趋势越陡峭。     

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.     

牵引供电系统接触网常见故障分析及对策

针对铁路牵引供电系统中接触网常见故障现象产生的原因进行了整体分析,并提出了有针对性的技术措施,为牵引供电系统的运行维护提供借鉴。     

抑制地铁接触网过载电流的措施分析与研究

结合南京地铁1号线胜太路—南京南供电分区内发生的接触网过载电流保护动作跳闸案例,对线路特点、列车牵引特性、实测电流数据及运行图进行研究。通过深入分析故障原因,提出调整运行图错峰组织行车和设置轨道限速削峰组织行车,抑制接触网过载电流的解决措施。同时,将线路、运行图、牵引电机型号、变电所参数、现场实测数据导入地铁直流供电系统仿真模型进行模拟仿真验证,证实两项解决措施切实可行。     

高速列车应急自走行辅助驾驶研究

当牵引供电网发生故障,高速列车应急自走行系统受车载储能装置容量限制,特别是在线路条件复杂时,如何操纵列车实现就近停车变得异常困难.为了解决高速列车应急自走行系统的速度曲线规划问题,进行了应急自走行辅助驾驶装置的功能设计和系统结构设计.根据列车应急运行的特点,设计了应急自走行优化算法.以CR400BF复兴号动车组列车运行...     

牵引网异相短路时馈线保护装置动作分析

交流电气化铁路中,当电力机车不降弓带电通过电分相时可能发生异相短路故障。发生异相短路故障时,传统的馈线保护装置可能动作不正常,使得故障线路不能被及时切除,给铁路运营系统带来了不小的影响。通过Matlab/Simulink建立锚段关节式电分相异相短路模型,分析传统馈线距离保护装置和馈线电流保护装置拒动的原因。     

接触网“V”形天窗停电作业触电伤害与预防

针对在繁忙干线电气化区段实行接触网＂V＂形天窗停电作业发生的触电伤害进行了整体分析,并提出了一些相应的意见和建议,为牵引供电系统的安全运行和维护提供借鉴。     

基于预测电流控制的CIT400高速综合检测列车运行特性仿真分析方法

基于CIT400高速综合检测列车牵引传动系统的结构和牵引特性,运用MATLAB/Simulink软件建立预测电流控制下的高速综合检测列车牵引传动系统仿真模型,仿真分析列车在牵引和制动工况下受电弓短时断电及网压波动时的运行特性,并与实测数据进行对比分析。研究表明:仿真结果与实测数据基本一致,建立的仿真模型能正确反映列车的运行特性,能够满足列车实际运行的动静态要求。     

接触网的动态变化特性对改进施工的几点启示

接触网受气温、机车受电弓高速滑动和牵引电流剧烈波动等众多因素的影响,其状态时刻处在复杂的动态变化之中。这种动态变化直接影响接触网的质量稳定和运行安全。因此,在施工时不仅要确保接触网的静态参数满足标准要求,而且要保证这些参数的动态变化范围不超限。在分析接触网动态变化特性的基础上,提出了改进施工的几点启示,对提高接触网施工质量具有一定参考价值。     

建立在信号系统上的牵引供电实时模拟系统

一个建立在信号系统之上的多车运行实时模拟系统可以优化和确定列车最小运行间隔,在预定的时刻表、发车间隔、线路条件、列车性质下,对全线的列车运行情况进行虚拟仿真模拟;同时在该系统中嵌入供电模块,可以实时再现列车、牵引网、供电臂、变电所的电压及电流情况,并就网压变化对列车运行的影响进行模拟分析。因此,该系统将成为铁路运营及牵引供电系统设计有利的计算机辅助设计工具。     

客运专线道岔处接触网布置方式的探讨

随着客运专线建设的发展和大号码道岔的研制成功,为高速铁路的安全运行提供了保障。但高速道岔区的接触网布置方式直接影响到弓网关系和受流质量。此文以哈大客运专线长春西站为例,针对我国高速铁路接触网道岔布置的几种方式(交叉式布置、无交叉式布置、带辅助悬挂接触网布置)进行论述和探讨。望为客运专线接触网系统设计提供参考。