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。     

一种非接触式接触网动态拉出值实时测量方法

针对目前铁路供电检测领域静态拉出值测量流程繁琐、效率低、测量值与实际动态拉出值存在一定偏差等问题,提出一种基于实时图像处理的非接触式动态拉出值测量方法。该方法利用可见光相机实时检测定位受电弓区域,通过边缘检测算法得到受电弓的中心点坐标;借助弓网接触点必然存在高温的特点,利用红外相机得到精确的弓网接触点;通过预先对红外和可见光相机进行相应标定得到弓网接触点在可见光图像中的坐标,计算弓网接触点距受电弓中心的距离,进而得到接触线相对受电弓中心的动态拉出值。该方法具有一定推广应用价值。     

刚性和柔性接触网悬挂弓网动态检测参数特征分析

采用自主研发的高速综合检测列车接触网检测系统,实测某高铁弓网接触力和接触线高度等动态检测参数,运用时域统计和频域谱分析,研究刚性接触网悬挂系统和柔性接触网悬挂系统的弓网动态运行特性和结构特征。结果表明:柔性悬挂的弓网接触力离散性小,弓网系统运行更为平稳;柔性和刚性悬挂弓网接触力谱和接触线高度谱均存在周期成分,分别与相应悬挂类型的跨距结构、悬挂点间距、吊弦位置相吻合;两种悬挂类型,波长3m以上弓网接触力谱峰和接触线高度谱峰均一一对应,弓网接触力和接触线高度存在较高的相关性。并对两种悬挂共存的接触网线路提出养护维修建议。     

轨道交通受电弓/柔性接触网系统受流特性的研究

为了不断改善受电弓/柔性接触网系统的受流质量,主要采用半实物半虚拟相结合的方法,建立受电弓/柔性接触网模拟试验台,研究轨道交通柔性接触网参数对弓网接触压力的影响规律,进而研究列车弓网受流特性。研究表明:当柔性接触网的结构高度取1.5 m,柔性接触网跨距取62 m,承力索及接触线的张力取15 kN,承力索线密度取0.8 kg/m,接触线线密度取1.5 kg/m,接触线弛度取45 mm,对单个余弦波不平顺,其波长应大于3.2 m,对正弦波不平顺,其波长应大于5.5 m时受电弓/柔性接触网系统受流最佳。     

城市轨道交通弓网系统运行质量评价体系研究

为确保城市轨道交通运营安全,有必要结合弓网系统检测监测数据对弓网系统技术状态进行评价。文中给出一种基于层次分析法的弓网系统运行质量评价指标评价方法,结合接触网的结构特点和城轨交通弓网系统的运营特性,提出了从单一技术参数到区段评价参数的综合评价体系。根据不同的参数特点按区段进行评价时区段的划分有所不同,对于接触网的几何参数—拉出值、接触线高度以锚段为单元进行区段评价,弓网接触力、燃弧率、接触线磨耗和受电弓弓头振动加速度按车站到车站的区间进行评价,符合接触网的结构特点和地铁的运行模式。     

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。     

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。     

接触网在曲线区段接触线拉出值的确定

<正>作为接触网自身结构参数,接触线拉出值的选取直接关系弓网运行安全。根据运营经验,曲线区段拉出值超标严重,其原因是选取拉出值时未考虑受电弓中心线在线路参数、机车及其受电弓型号、运营方式、运行速度等多种     

曲线区段接触网拉出值的确定

通过分析曲线区段接触线拉出值超标的原因,提出了影响拉出值的各主要因素的计算公式。对一些影响列车振动的次要因素进行忽略,可以得到曲线区段弓网位置的动态变化情况,进而讨论接触线拉出值的选取原则。     

基于加速度测量接触网平顺性研究

接触线的平顺性直接影响弓网受流质量和弓网运行安全性。为了维持弓网之间有效的高速滑动摩擦,必须保证接触线的高度平顺性。基于受电弓滑板加速度的检测方法是检测接触线短波不平顺存在的有效方法。通过接触网短波不平顺的种类、特征、产生原因分析,研究接触线不平顺检测方法和管理评价标准,以保证接触线的平顺性,提升弓网受流性能及延长弓网使用寿命。通过现场检测试验数据案例分析,论证接触网的短波不平顺判断依据—可基于一段时间内接触线垂向振动的幅值、标准差、振动过程的加速度最大值等统计特性;分析加速度测量波形图可得出缺陷为局部不平顺还是接触线张力不均的结论。     

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。     

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。     

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。     

曲线区段接触线拉出值的确定

分析了曲线区段接触线拉出值超标的原因,提出了影响拉出值的各主要因素的计算式,并在忽略了一些影响列车振动的次要因素的条件下,得到了曲线区段弓-网位置的动态变化情况,进而讨论了接触线拉出值的选取原则。     

曲线区段接触线拉出值的选择

分析了曲线区段接触线拉出值超标的原因,提出了影响拉出值的各主要因素的计算式,并在忽略一些影响列车振动的次要因素的条件下,得到了曲线区段弓-网位置的动态变化情况,进而讨论了接触线拉出值的选取原则.     

曲线区段接触线拉出值的确定

分析了曲线区段接触线拉出值超标的原因，提出了影响拉出值的各主要因素的计算式，并在忽略了一些影响列车振动的次要因素的条件下，得到了曲线区段弓一网位置的动态变化情况，进而讨论了接触线拉出值的选取原则。     

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.     

电气化铁路曲线区段接触线偏磨研究

曲线区段外轨超高会导致机车与受电弓倾斜,引发接触线偏磨.本文结合某普速铁路情况分析计算了不同外轨超高条件下的接触线偏磨量.计算表明:在弓网动态运行平稳时,曲线区段接触线偏磨不会引发弓网故障,若曲线区段定位器坡度角为0°甚至为负数,接触线偏磨深度极值将迅速降低造成撞击隐患;接触网施工误差、随机风荷载、列车振动均会影响弓网动态运行平稳性.为确保弓网安全运行,研究了接触线偏磨的相关影响因素,分析了定位点前后第一吊弦位置、拉出值大小、跨距大小对缓解接触线偏磨的影响,为高速铁路接触线偏磨问题分析提供借鉴参考.     

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。