弓网系统滑动电接触特性

弓网系统接触电阻不仅是表征其电接触性能的重要指标,而且对弓网系统的受流质量和使用寿命有着重要影响。因此开展了不同牵引电流、运行速度和接触压力条件下的动态接触电阻试验,分析了上述3个因素对接触电阻的影响机理。研究表明:当接触压力小于100 N时,弓网系统接触电阻随着接触压力的增大而减小,当接触压力大于100 N时,接触电阻的变化趋于平缓;弓网系统接触电阻随着运行速度和牵引电流的增大而增大,且上升趋势较陡峭;在运行速度和牵引电流一定时,当接触压力大于80 N时,受电弓滑板的磨损量随着接触压力的增大而增大。

弓网电弧磁流体动力学模型

弓网电弧在接触面上产生的瞬时高温是造成接触面材料烧蚀的主要原因。研究弓网电弧的温度分布特征,有助于改进接触面材料,增强其耐电弧侵蚀能力,进而提高弓网系统服役性能。本文基于磁流体动力学(MHD)理论,考虑电弧的物理参数以及电磁、热和辐射等现象,建立弓网电弧数学模型。通过对流体力学计算软件FLUENT进行二次开发,计算了静态弓网电弧弧柱区域和两极板表面的温度分布。结果表明:电弧极板表面温度低于电弧弧柱温度,受电弓滑板表面温度高于接触网导线表面温度;提高滑板材料的热导率能够有效降低电弧发生时受电弓滑板表面的温度。

高速列车静态升降弓时弓网电弧稳态特性仿真与分析

利用CFD流体计算软件包,并对其进行二次开发,针对高速列车起动时,弓网系统静态升降弓过程中弓网电弧稳态燃烧特性,建立电弧的二维MHD仿真计算模型。考虑电弧对滑板及接触线的热传导特性,仿真得出电弧稳定燃烧时,电弧弧柱区及滑板和接触线内部的温度场分布情况。结果表明,随着电弧电流的不断增加,电弧弧柱区的最高温度变化量较小,弧柱半径不断增大,电弧对接触线和滑板的热传导量增多,且电弧对滑板的热传导量升高程度较接触线更明显,滑板表面的电气磨损程度较接触线表面更为严重。

弓网电弧温度场研究综述

从弓网电弧的电弧模型、电弧能量、电弧的辐射特性等角度,笔者综述了国内外弓网电弧和弓网电弧温度场的研究进展。介绍了电弧模型及其特性的研究现状,论述了弓网电弧能量对弓网系统的影响及其辐射特性,最后指出了弓网电弧温度场研究面临的诸多问题,如电弧处于多场耦合的复杂环境、建立新的电弧模型、流体计算难等。

高速铁路弓网接触电动力特性

弓网接触压力是弓网系统动态性能的核心参数,弓网电动力是弓网接触压力的一部分,而国内外缺乏关于弓网电动力的研究。因此分析了由弓网电接触引起的弓网接触电动力的机理,考虑了弓网结构及受电弓运动的影响,然后结合滑板–接触线的电气机械材料及几何特性,利用有限元方法分析了拉出值、牵引电流和接触线往复运动等因素对弓网接触电动力的影响,并论证了模型的有效性。结果表明：牵引电流是弓网接触电动力的主导因素,接触线拉出值和接触线往复运动对弓网接触电动力的影响很小;牵引电流I=4kA时,弓网接触电动力可达10.3 N,为弓网接触压力的10%以上;弓网接触电动力随着弓网接触压力提升而减小。