弓网系统电磁作用力的研究

接触压力是弓网系统动态性能的核心指标,弓网之间保持相对恒定的接触压力是保证弓网持续稳定受流的关键。本文基于毕奥-萨法尔定律建立弓网系统电磁力理论计算模型,分析载流接触网导线周围的感应磁场作用、受电弓上感应磁场力的变化规律及其影响因素,主要包括接触网拉出值、由车轨振动造成的弓网垂向间距、牵引电流等因素的影响。计算结果表明:牵引供电电流对弓网系统电磁力的影响比较明显,故障时的电磁力最大值瞬间可高达弓网正常接触压力的30%~50%。     

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。     

受电弓作用下接触网动态响应分析

以新疆铁路大风区接触网单个直线锚段为研究对象,运用有限元分析软件ANSYS,计算受电弓在不同运行速度下的弓网相互作用力,将弓网接触压力作为瞬态分析的载荷,得到接触网在受电弓/接触网垂向耦合振动过程中瞬态位移响应及应力时间历程.     

基于变刚度弹簧模型的弓网动力学分析

针对刚性悬挂接触网,基于变刚度弹簧接触网模型,提出了高效可靠的弓网耦合动力学仿真方法,并将接触压力和接触压力频谱结果与有限元法获得的结果进行了比较。计算结果表明：速度小于120 km/h时,变刚度弹簧模型的计算结果与有限元模型的结果较为一致,同时变刚度弹簧模型具有建模简单,计算效率高的优点,适合用于地铁线路的弓网耦合动力学仿真与评价。     

弓网耦合动力学模型仿真及接触网不平顺分析

通过建立弓网耦合系统模型,对列车在不同速度下的弓网接触压力进行了仿真,研究和讨论了接触压力和接触线抬升量的变化趋势。针对接触网的不平顺情况,论文提出采用谱分析方法研究接触网的不平顺性,具体采用功率谱密度来分析影响弓网受流的波长成分。仿真结果表明,该方法具有较好的直观性和有效性。     

基于直接积分法的弓网耦合系统动态性能仿真分析

针对提速铁路采用的弹性链型悬挂接触网及受电弓结构,建立包含承力索、辅助线、接触线和吊弦4个部件的接触网模型、以及简化为弹簧阻尼机构的受电弓模型。通过接触单元将接触网和受电弓直接耦合起来得到弓网系统的整体模型,进而构建弓网耦合系统的动力学平衡方程。采用直接积分法对建立的平衡方程进行求解,得到反映弓网系统动态性能的抬升位移、接触压力以及应力等数据。与先前研究的参考数据比对结果表明,采用接触单元和直接积分法分析弓网耦合系统的动态性能,切实可行。     

Cu-Al2O3弥散铜高速铁路接触线对弓网动态受流质量的影响研究

我国高速铁路发展迅速,未来其运行速度将达到400 km/h及以上.针对更高速铁路中弓网受流质量变化,首先研究Cu-Al2O3弥散铜接触线材质性能,然后采用受电弓的三元集中质量块单元和弹性链型悬挂接触网的接触单元,建立弓网耦合动力学模型并借助ANSYS有限元分析软件进行仿真,分析弓网系统在350,380,400和420 km/h 4种速度下受流情况.研究结果表明:使用张力为34 kN时,满足冲击载荷及静载荷条件下的使用安全性,随着列车运行速度增加动态接触压力变化幅度明显增大,其中最大动态接触压力、最小动态接触压力、平均动态接触压力及标准偏差基本满足《高速铁路工程动态验收技术规范》中弓网受流质量评价标准.     

基于多次EEMD的电气化铁路弓网接触压力波长成分分析

接触网和受电弓之间的接触压力是表征电气化铁路弓网受流质量的关键参数,现行接触压力时域统计指标无法发现接触网早期不平顺的存在,不利于弓网系统使用寿命和事故预防。本文通过分析实测接触压力数据频域特点,提出一种基于多次EEMD的接触压力波长成分自适应提取方法。以波长成分获得为基础,提出将所有波长范围按照线路实际参数划分为跨距区间、多倍吊弦间距区间、单倍吊弦间距区间和短波长区间,通过统计接触压力在4个区间内波长成分数量并与同一线路数据对比,判断接触网不平顺波长是否存在以及其不平顺波长范围。试验结果和分析表明,本文方法能较有效地提取出接触压力数据所有波长成分;在接触压力时域指标正常的情况下,通过对比同一线路不同数据段的区间波长成分数量,可以确定接触网不平顺在某段线路是否存在及不平顺波长区间,为接触网养护工作提供一定便利和参考。     

地铁弓网跟随性实验研究

弓网跟随性与地铁安全运营紧密相关。随着行车速度的提高，在地铁接触网工程施工、验收和运营维护中对弓网跟随性进行精确检测已十分必要。本文提出了地铁弓网跟随性实验的测试原理、实验步骤及其算法，并简要阐述了测得参数的统计分析方法。从而达到综合评价地铁弓网跟随性能优劣的目的。     

接触线机械可靠性研究

研究目的：接触线是接触网的主要组成部分，在弓网接触压力作用下，接触线产生振动及磨耗，导致强度降低、应力增加，使其寿命缩短。为解决这一问题，对接触线可靠性进行研究。通过对机械类参数的分析与计算，提出相关建议，为接触网设计提供借鉴。 研究结论：通过建立计算模型对接触线机械类参数（强度、工作张力、磨耗率、弓架次）与应力关系的分析与研究表明，接触线机械可靠性随列车运行速度、弓架次及磨耗率的增加而降低，随着接触线强度的增加、受电弓抬升力减小、接触线工作张力适当提高而增加。为此，在选择接触线时，应尽可能与受电弓滑板等因素相结合，降低磨耗率；接触线工作张力选择应根据弓网受流与可靠度综合考虑确定；在供电能力满足要求时，尽可能选择强度较高的接触线，以减少应力一强度干涉区域，进而提高接触线的可靠性。     

时速160公里刚性接触网定位点导高偏差研究

列车受电弓高速运行时，弓网动态性能的优劣直接影响弓网系统的运行安全性。刚性接触网定位点导高存在偏差会对弓网动态性能产生显著影响。本文利用弓网仿真模型对时速160 km刚性接触网不同跨距时的定位点导高偏差进行研究，基于弓网动态性能评价指标分析比较不同仿真工况的计算结果，得出时速160 km刚性接触网定位点导高偏差允许值，为今后类似工程实施提供参考。     

德国高速铁路接触网检测系统

德国高速铁路接触网检测车可以检测导线高度、拉出值、接触压力、导线接近、导线厚度、接触网弹性等相关项目。此接触网检测系统主要由两部分构成：一是动态接触压力检测系统,以运营时速对弓网进行动态性能检测;二是接触网光学检测系统,在不接触接触线的情况下对接触网进行静态检测,检测可以在低速或高速情况下进行。通过动态接触压力检测系统与接触网光学检测系统测量数据的比较,计算接触网弹性以及准确判断故障类型。     

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.     

城市轨道交通车体垂向振动对弓网受流性能的影响

[目的]既有对接触网系统动力学仿真的研究大多基于受电弓底座仅有纵向自由度的假设,忽略了轮轨激励引起的车体垂向振动对弓网受流性能的影响,需要将车辆-受电弓-接触网(以下简称“车-弓-网”)作为一个整体予以研究。[方法]分别建立了刚性接触网、柔性接触网两种接触网类型下的弓网耦合动力学模型及车-弓-网多体动力学模型。在案例线路上进行了弓网动态受流试验,对所建的刚性接触网车-弓-网多体动力学模型的计算结果进行了可行性验证。基于列车运行速度为80 km/h、90 km/h、100 km/h、110 km/h及120 km/h五种速度工况,选取了其中两种速度工况对刚性接触网受电弓绝缘子底座处的垂向动态响应进行了分析,并在五种速度工况下分别对两种接触网类型下弓网模型、车-弓-网模型的各动态响应参数进行了对比分析。[结果及结论]所建车-弓-网多体动力学模型的模拟计算结果是合理的。车体振动会对弓网受流性能产生一定影响：柔性接触网下车体垂向振动对弓网受流性能影响很小,可不予考虑;刚性接触网下,与未考虑车体垂向振动的弓网模型相比,考虑了车体垂向振动的车-弓-网模型计算得到的弓网接触压力统计最小值、弓头最大抬...     

客运专线弓网关系评价及其在京津城际铁路中的应用

研究目的:弓网关系是高速电气化铁路的关键技术之一,本文通过研究国外高速铁路弓网关系需求、参数评价标准、京津城际铁路弓网关系评价标准的制定、接触网的静态、动态检测和联调联试,系统地总结我国客运专线弓网关系的评价标准,并根据京津城际铁路检测情况,对高速铁路弓网关系的设计提出建议.研究结论:通过对高速铁路弓网关系需求的研究与分析及实际检测,京津城际铁路采用的弓网关系评价标准是适合的,其弓网关系参数可以为我国牵引供电系统设计仿真平台和工程评价标准体系提供技术指标参考.为减少高速铁路离线火花,建议对受电弓进行优化设计并增大接触线张力至30 kN以上;施工时进一步精确计算吊弦长度,严格控制安装误差,以减小接触网静态弹性差异.     

秦沈客运专线接触网总体设计

从明确弓网系统及接触悬挂评价标准入手 ,通过对秦沈客运专线接触网设计的分析和总结 ,确立高速接触网的设计理论和方法。接触网是通过与其接触线相互摩擦运动的受电弓向电动车组或电力机车受流 ,弓网间稳定、良好的功率传输是实现高速行车的关键。为了衡量弓网间的受流质量 ,首先应确定对弓网关系进行评价的标准 ,而接触悬挂的评价标准则用于悬挂参数的确定。所选悬挂参数能否满足弓网间受流标准的要求并是否为最佳 ,需要通过计算机仿真或试验进行验证和优化。高速接触网的设计要体现安全、可靠和免维护性。因此 ,精确设计的概念应始终贯穿其中     

解析接触网高速受流动态特性之间的关联

通过弓网之间作用的波动方程,借助波的传播理论,对波的速度特性、质量特性所影响高速运行条件下的弓网受流特性进行解析,找出其对弓网动态接触压力、接触线的抬升量、接触导线应力等重要指标的潜在影响因素,剖析其内在的、关联的复杂机理,最终归咎于对速度、导线张力、受电弓抬升力等可控值的设计理念上。解析了接触网系统自身震荡的频率特性和弓网间发生谐振现象的机理。最后提供了在我国已成功实施的两个高速接触网系统及其部分动态特性参数。     

升弓过程中弓网电弧及接触线温升特性分析

当高速列车在站点启动升弓时,车体本身处于静止状态,此时受电弓与接触网(简称弓网)之间发生空气击穿产生的电弧会定点长时烧蚀接触网导线材料,弓网电弧的热侵蚀作用会严重影响接触网导线的服役性能,严重时可导致接触网导线断线故障.因此,研究升弓过程中弓网电弧的燃弧过程中接触网导线的温度分布特性,对减轻弓网电弧对接触网导线的烧蚀,...     

电气化铁路弓网接触压力功率谱的特征提取

电气化铁路中,弓网间的接触压力数据是表征弓网受流质量和动态特性的重要参数,现行弓网技术标准中的时域平稳统计参数难以准确全面地反映弓网动态特性。本文使用自回归模型功率谱估计方法,利用信息理论准则选择合适的模型阶数,得到接触压力的功率谱估计。根据接触压力谱的趋势和波动提出了一种接触压力谱的特征提取方法,该方法通过使用二次多项式拟合接触压力谱下包络线表征谱的趋势特征,用谱中极大值点所对应的波长和谱幅值表征谱的波动特征,以此制定固定线路和固定受电弓类型时一定车速下的接触压力谱标准。比较和分析表明,该方法提取的特征参数具有一定规律性和实际意义,为弓网动态性能评价、弓网系列化标准的建立提供了参考。     

基于层次分析法的接触网区段质量评价影响因素权重确定研究

用于评价弓网运行质量的"接触网运行质量指数(CQI)"已在全路范围内广泛使用。该评价方法以高速弓网综合检测装置(1C)的检测数据为依据,对服役接触网区段质量进行量化描述。以此方法为基础,通过分析各项检测参数的数据特征及评价指数的应用目的,提出选用层次分析法对影响接触网运行质量指数的各因素进行赋权的方法,从而使评价结果更加客观合理。