接触网融冰防冰问题的分析研究

研究目的:哈大铁路客运专线地处我国东北地区,冬季夜晚寒冷,多雾雪天气.客运专线维修模式为夜间综合维修,其间有相当长的时间没有列车运行,接触导线可能出现覆冰.为了确保列车安全行驶以及接触导线的良好使用,本文针对解决接触网融冰防冰进行分析,提出融冰防冰措施.研究结论:根据覆冰报警感应装置可及时发出除冰信息,实现迅速融冰,避免和降低冰灾事故.接触网融冰采用短路法是简单易行的,并且在接触导线上涂抹防止结冰的材料,可以有效的避免接触导线覆冰;减少由于接触网覆冰导致列车的不安全行驶;减小由于接触网覆冰引起受电弓及接触导线的磨耗,保证乘客的舒适性,因此导线融冰防冰有较好的经济效益.     

接触网覆冰和风舞在线监测系统研究及应用

针对电气化铁路接触网覆冰和风舞带来的危害,研发基于称重法和光纤传感器法的接触网导线覆冰和风舞在线监测系统.该系统可实时采集导线拉力、环境温度和湿度、风速和风向、导线的振动等信息,并依据导线、绝缘子参数及由专家分析系统建立的导线覆冰及舞动模型计算接触网覆冰和风舞实时状态,及时给出预警信息,保证电气化铁路安全可靠运行.     

电气化铁路接触网防、融冰方案经济性对比

接触网覆冰的解决方案可分为防冰和融冰两种。论文分别建立了接触网防冰数学模型和接触网覆冰、融冰数学模型,推导了防冰电流和融冰电流计算公式。依托基于静止无功发生器的接触网防融冰技术[1],对接触网防、融冰方案进行经济性对比,为解决接触网覆冰问题提供参考。     

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。     

接触网交流在线防冰与离线融冰原理研究

建立了牵引供电网络交流防冰与融冰回路的简化模型,依据该模型分析了接触网交流防冰与融冰的原理理论,比较研究了电阻器限流模式与电抗器限流模式的防冰与融冰方案,提出通过控制限流电阻器的阻值,促使整个防冰与融冰回路的阻抗发生变化,改变防冰与融冰电流的大小,产生焦耳热防止接触网覆冰或融化覆冰,实现在线防冰与离线融冰功能。     

电气化铁路接触网雨凇覆冰厚度预测模型研究

在分析接触网雨淞覆冰形成机理的基础上,结合电气化铁路的供电原理,参考架空导线的覆冰预测模型得出接触网雨淞覆冰自然增长模型,并根据电热融冰热平衡方程,建立接触网牵引电流等效融冰厚度模型。在该基础上,得出接触网雨淞覆冰厚度预测模型。该模型考虑了接触网覆冰的气象因素,也考虑了牵引电流大小极其持续时间的影响,能够较准确地预测接触网雨淞覆冰的厚度。     

接触网临界防覆冰电流分析

利用接触网电流产生的焦耳热防冰是一个比较可行的方法。分析了风速、温度、液态水含量、降水量和太阳光对接触线临界防覆冰电流的影响,确定不同环境下接触线的临界防覆冰电流。     

新型城市轨道交通接触网融冰方法研究

提出一种新型城市轨道交通接触网融冰方案,其核心思想是利用具有四象限变流功能的中压能馈装置在中压环网与接触网之间形成不断流动的融冰电流,在接触网导线电阻中产生热量使得覆冰融化。基于布尔斯道尔夫理论,研究不同接触网供电制式下的防冰电流、最小融冰电流与最大融冰电流以及给定环境条件和时间内融冰电流的计算与选取方法;提出4种融冰电流循环方式,并通过仿真验证控制策略的有效性,达到预期效果;基于2 MW的中压能馈装置进行融冰模拟试验,通过对试验数据的分析和总结,验证融冰方案的可行性和可靠性。     

接触网除冰方法的探讨

随着我国电气化铁路的不断延伸和发展,接触网覆冰日益威胁着电气化铁路的安全运行。对于地处东北地区或其它寒冷地区的客运专线,因采用夜间停电综合维修方式,造成相当长的时间没有列车运行,气温较低时会造成接触导线出现覆冰现象。所以,探讨接触网覆冰的危害及研究接触网融冰的方法对铁路安全有着极为重要和深远的意义。     

高速铁路接触悬挂系统覆冰对弓网的影响及应对措施

为研究高速铁路接触悬挂系统覆冰对弓网的影响,分析覆冰形状,计算覆冰对负载的影响。接触悬挂负载增加将导致接触线高度降低、接触网无法运行、受电弓损坏、接触线断线,极大地影响接触网运行安全。按照“事前预防”的原则,提出喷涂防覆冰除冰涂料、使用或换装铜基粉末受电弓滑板等措施,以保障接触网运行安全和高速铁路运输秩序。     

雾雪天气对车顶绝缘子闪络影响的分析

雾雪天气造成电力机车车顶绝缘子闪络的问题越来越严重,已影响了电气化铁道的安全运营。本文综合有关资料,就污闪、雾闪、覆冰闪络、防覆冰技术及方法等问题做一分析、总结。     

城市轨道交通接触网的防冰害措施

以大连快轨3号线为例,阐述环境状况对轨道交通运营的影响,分析覆冰现象产生的原因,提出解决接触网冰害问题的方法,包括除冰和防冰的各项措施.     

冻雨和覆冰对高速铁路接触网的危害及其防护

接触网遭受冻雨和覆冰灾害,会严重影响其技术状态,进而影响弓网运行关系,造成高速铁路行车安全故障。一方面,要分析接触网覆冰的成因、危害,建立完备的工作预案,采取正确的运行策略。另一方面,要采用科学可靠的技术措施,增加相应的专用设备,实施有效的防冰和融冰。     

铁路电力系统防冰除冰技术

针对铁路电力系统的户外设施,尤其是为铁路沿线设备提供可靠电源的贯通线的冰灾特点,借鉴国内外电力系统几种典型覆冰防治方案,分析各种方法的技术特点。经试验研究,提出适应铁路电力系统供电要求的防冰除冰技术方案,以期提高铁路电力系统的安全可靠性,增强电网防冰减灾和防止其他类似自然灾害的能力。     

接触网覆冰脱冰动力响应的有限元仿真

基于外加载荷源的机械冲击对接触网覆冰的影响,建立简单链形悬挂接触网的静力学模型,并在此基础上得到接触网-覆冰模型。对接触网-覆冰模型进行动力学分析,通过模态、谐响应、瞬时动力响应分析得到覆冰时的接触网固有频率;最佳除冰载荷频率范围应远大于1.5 Hz;并通过改变外加载荷方式确定最佳除冰载荷方式。将方法推广于一般覆冰条件,结合不同载荷作用点、载荷频率、载荷增加方式等综合分析,使除冰效果最佳。     

铁路牵引供电系统接触网结构的防灾分析

采用有限元方法,以铁路接触网的支持悬挂系统为研究对象,对其在风偏设计风速和结构设计风速下的风灾工况,10mm、20mm和30mm厚度的导线覆冰工况,以及覆冰、风载同时作用工况进行模拟,分析它的动态应力和位移响应,并校核结构强度和刚度,提出防灾建议.仿真结果表明:现有的接触网支持悬挂系统在大多数工况下,能够满足结构的强度和刚度要求,但在风速大于37m/s和覆冰厚度超过20mm的灾害条件下,接触线的挠度过大,此时应采取机车限速和及时除冰等相应措施.本文的研究结果可以为铁路牵引供电系统的防灾设计与运行提供必要的理论依据.     

接触网周围流体流动及传热特性的数值模拟

作为电气化铁路牵引供电系统的重要组成部分,架空接触网常年裸露于空气中,易受大风及悬挂结构覆冰等随机环境荷载影响,进而直接影响弓网系统的受流质量,而气动参数和传热参数可反映架空接触网的机械振动特性和温度特性.因此,为探究不同雷诺数下接触网导线的气动参数和传热参数,基于计算流体力学理论建立接触网导线的流体-热耦合数值模型,...     

接触网绝缘子覆冰闪络电压探讨

接触网覆冰不仅影响接触线的弛度、支柱的容量,在一定程度上还影响着接触网绝缘子的闪络电压.在重冰区,设计人员应当考虑覆冰对绝缘子闪络的影响.本文通过研究形成绝缘子覆冰的条件,并以接触网悬式绝缘子串为例进行了覆冰绝缘子的闪络电压计算,对接触网在重冰区的设计以及运营维护有一定的参考价值.     

高速铁路覆冰接触线气动系数研究与风振响应分析

为分析高速铁路接触网线索覆冰对接触线风振响应的影响,首先采用流体力学计算软件Fluent对不同覆冰厚度的接触线进行绕流仿真,分析覆冰对接触线气动系数的影响,然后对作用在接触网上的平均风和脉动风载荷进行计算和仿真,用有限元分析软件MSC-Marc建立高速铁路接触网有限元模型。最后,分别将平均风和脉动风载荷施加到有限元模型中,研究不同覆冰厚度对接触线风致振动响应的影响。研究结果表明:接触线覆冰对其气动参数影响较大;高速铁路接触网风振主要由脉动风引起;线索覆冰厚度增加会导致接触线的风偏增大,也会改变接触线的风振形式;覆冰接触线的振幅随覆冰厚度的增加而增大。因此,应避免线索覆冰对高速铁路接触网系统的危害。     

接触线覆冰在线监测方法研究

针对接触线覆冰可能造成电力机车行车时的重大事故,研究通过在支柱上安装摄像机拍摄接触线覆冰,对其形状进行计算分析,以预报冰灾.首先采用摄像机标定技术在云台旋转后实现自动标定,通过对覆冰图像进行边缘提取,将边缘的图像坐标转换为世界坐标,拟合出接触线覆冰厚度分布曲线,应用人工智能分析覆冰厚度与冰凌长度.实验表明,计算机显示结果的误差在10％以内,能够满足监控接触网覆冰的现场需要.