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、弓头最大抬升位移均随列车运行速度的增加而增加,弓网接触压力统计最小值变化率的最大值为24.7%,弓头最大抬升位移变化率的最大值为4.2%。

考虑接触网-钢轨耦合关系及再生制动能量的新型电缆贯通供电系统电气特性

针对新型电缆贯通供电系统模型未准确反映接触网与钢轨之间的耦合关系、未考虑再生制动能量利用及环网加单边供电方案等问题,采用电流控制的电压源解耦方法反映接触网和钢轨之间的耦合关系,建立基于二端口网络的新型电缆贯通供电系统模型;在计算系统牵引网阻抗、电压损失及馈线电流的基础上,结合实际线路数据,提出3种电缆贯通供电方案,在不同运行工况下仿真分析各供电方案下系统的电气特性,并考虑再生能量利用设计牵引变压器容量,以达到降低牵引变压器容量和运营维护费用的目的。结果表明:新型电缆贯通供电系统在各种供电方案下的再生能量利用率均较高,普遍达到90%以上;在相同牵引变压器数目下,环网加单边供电方案电压损失、牵引网损耗等性能指标均优于单纯的环网结构;再生制动能量能够作为牵引变压器容量设计的参考因素。

铁路接触网工不安全行为复杂影响因素及层级关系研究

依据事故致因理论,基于中国国家铁路集团有限公司12份铁路接触网工事故分析报告,从组织管理、个体特征、生产作业和社会环境等4个维度,挖掘出铁路接触网工不安全行为的22种影响因素。运用解释结构模型,建立铁路接触网工不安全行为影响因素的递阶结构模型,通过构建邻接矩阵、计算可达矩阵,揭示铁路接触网工不安全行为的各影响因素之间层级结构和内在联系。结果显示:生理素质、心理素质和应变能力是影响铁路接触网工不安全行为的表层直接因素,企业安全制度、现场组织管理、安全教育培训等15个因素为中层间接因素,企业的安全文化氛围和安全落实程度以及社会的舆论监督和国家的治理监督是深层根源因素,其中国家治理监督从根本上影响铁路接触网工不安全行为。建议政策制定者同时从个人、班组(企业)、家庭(社会)和国家等多个层面设计安全管理政策,重视来自家庭的支持和劝导以及来自社会的舆论监督和国家的安全监管对铁路接触网工不安全行为的抑制作用。

城市轨道交通弓网关系测试方法研究

接触网是铁路基础设施的重要组成部分,良好的弓网关系是城市轨道交通列车安全有序运营的必要条件。文章针对刚性悬挂接触网和城市轨道交通车辆的技术特点,研发适用于城市轨道交通运用场景的车载城市轨道交通弓网关系测试系统,并采用该系统对我国某城市轨道交通线路弓网关系进行动态检测,同时参考交办运[2019]17号《城市轨道交通初期运营前安全评估技术规范第1部分:地铁和轻轨》对线路弓网关系的各项指标进行全面分析和评估,所得结论可为新线开通前安全评估和开通后供电管理部门现场养护维修提供数据支撑。

拉出值布置对18号无交叉线岔弓网过渡影响研究

无交叉线岔是高速铁路接触网的关键设备,是受电弓在正、侧线之间转换的纽带,其运行安全对弓网匹配提出了较高要求。针对沪昆高铁贵州段18号无交叉线岔在运行中出现的刮擦受电弓弓角、接触线磨损等问题隐患进行剖析,对接触线的空间位置建立几何模型,推导正、侧线之间空间位置的关系曲线,分析研究始触区侧线跨中偏移对弓网过渡的影响,并提出优化建议方案,以提高18号无交叉线岔弓网过渡的安全可靠性。

城市轨道交通弓网检测监测体系研究

良好的弓网关系是保障列车安全运行的基础,为确保弓网系统长期服役的可靠性,有必要建立城轨交通弓网检测监测体系。在梳理城轨铁路检测的需求上,充分吸收高速铁路的经验,构建城轨弓网检测监测体系框架,该文从5个层面进行分析描述,论述弓网检测监测的关键技术和主要方法,阐述体系在弓网生命周期管理和实践中的运用案例,为城轨弓网体系研究提供参考。

弓网燃弧问题分析及对策探讨

电力机车通过受电弓与接触网的耦合获得不间断电能,电能的可靠传输关乎高速铁路的运营效率和安全。随着电气化铁路运营速度的提升,弓网燃弧问题已成为制约牵引电能传输可靠性的关键因素之一。现有关于弓网燃弧研究成果多侧重于电气理论,与实际运营结合不够紧密。本文主要从动态检测燃弧问题着手,对燃弧缺陷产生原因进行探讨,并结合运营实践经验对弓网燃弧问题的改善提出建议。

市域轨道交通牵引供电制式的选择与优化

市域轨道交通的车站间距、设计速度目标值等介于干线铁路和城市轨道交通之间,其供电制式的选择直接影响到所建线路的技术和建设标准。不同的供电制式具有不同的特征及故障处理方式,这对市域轨道交通的运营服务水平和可靠性会产生影响。结合不同牵引供电制式的技术特点,对市域轨道交通牵引供电制式选择进行了分析,并从弓网关系、供电故障影响、设备可靠性等方面开展探讨,提出了市域轨道交通牵引供电制式的优化方案。交流牵引供电与刚性接触网的组合,应成为市域轨道交通隧道区段牵引供电制式的发展方向之一。

弓网电弧的能量特性探讨

牵引供电是高速铁路关键技术之一,弓网关系是牵引供电的关键组成,而弓网电弧是弓网关系的突出问题。深入全面地了解弓网电弧的能量特性具有非常重要的意义,发现弓网电弧能量大小与电路结构及参数的关系,找到弓网电弧能量在时间和空间上的分布规律,揭示弓网电弧的腐蚀机理;从电气上找出减小弓网电弧危害的措施和弓网电弧危害的评估方法,提高牵引供电质量。文章从经济有效地解决弓网电弧问题的角度展开探讨,从弓网电弧的电气本质入手,在弓网电弧能量与电路结构和参数关系研究的基础上,找出弓网电弧能量大小与电路结构和参数关系,描述弓网电弧能量在时间和空间上的分布规律。

城市轨道交通新型刚柔结合接触网研究

提出一种地铁隧道内使用的新型刚柔结合接触网。利用MSC.Marc软件建立弓网耦合模型,分析列车运行时的弓网受流特性。结果表明,当列车速度为120 km/h时,刚柔结合接触网的受流质量明显优于刚性悬挂接触网的受流质量。采用刚柔结合接触网,列车速度为180 km/h时,当列车运行在正常区段、锚段关节处以及受轮轨激扰时的接触压力下,新型刚柔结合接触网能确保列车平稳运行。刚柔结合接触网与柔性接触网对比,最大的优势是结构高度低,弹性均匀度好;与刚性接触网对比,最大优势是弹性好,受电弓滑板磨耗均匀,运行速度高。新型刚柔结合接触网为列车在隧道内的地铁线路高速运行提供了可靠保障。

高速铁路弓网燃弧率评价标准探讨

在叙述各项指标对高速弓网系统燃弧率影响的基础上,介绍燃弧率计算方法及欧洲、国际电工委员会和我国对燃弧率指标的评价标准。通过分析近年来我国高速铁路动态验收试验实测数据,提出应将250 km/h^350 km/h的高速铁路燃弧率缺陷阈值修改为不大于2%,并建议根据我国高速铁路试验与运营数据,积极参与国际标准的制修订工作。

广州地铁2号线弓网关系优化设计研究

研究目的:架空刚性接触网由于优点突出,现已成为我国地铁隧道内架空受流方式的首选。广州地铁2号线十多年的运营效果表明,架空刚性接触网系统仍存在一些技术问题,如弓网磨耗异常、绝缘关节处拉弧、中心锚结处汇流排抬升量异常等。为解决和改善这些问题,延长刚性接触网系统的寿命,保证运营安全、稳定,开展有针对性的设计,对既有线路刚性悬挂进行改造和优化。研究结论:(1)受电弓碳滑板的磨耗异常与接触网拉出值分布不均、受电弓的结构、弓头质量、碳滑板材质、受电弓取流较大且受较大振动等因素紧密相关,绝缘锚段关节处拉弧与受电弓碳滑板工作面不能保持与轨面平行及弓网接触面为无缓冲刚性接触有关,中心锚结设置在跨中两定位点间的方式恶化了弓网关系;(2)架空刚性接触网系统的平面布置采用双折线方案以改善弓网磨耗异常问题,使用新型刚性悬挂弹性装置以增加系统弹性,中心锚结安装在锚段中间的定位悬挂点处以改善汇流排高度异常抬升问题;(3)本研究成果可应用于采用刚性接触网系统的城市和地区轨道交通工程的设计、建设、改造及运营实践中,具有借鉴和指导意义。

郑州地铁3号线弓网异常磨耗情况分析

弓网关系本质为滑动摩擦,滑动摩擦存在相互磨耗行为。在正常的磨耗范围内,可根据检修规程进行修整和更换。当发生异常磨耗情况时,磨耗量远超正常磨耗范围,弓网关系在一定时间内存在持续恶化的情况。本文针对郑州地铁3号线出现的异常磨耗情况进行分析,并提出相关改善措施。

郑州地铁1号线弓网异常磨耗原因分析及整改

地铁车辆受电弓与接触网滑动取流过程中会发生正常磨耗,弓网关系异常将导致受电弓碳滑板和接触导线磨耗异常,出现碳滑板表面凹槽、接触导线麻面等,直接影响碳滑板、接触导线的使用寿命。文章通过分析郑州地铁1号线弓网异常磨耗的原因,提出了维修管理建议。

基于python的弓网仿真研究

弓网关系一直是限制高速铁路发展提速的关键技术之一。对于复杂的弓网关系,可以通过对其运动规律的研究,给出相对应的运动方程。利用python中NumPy和Matplotlib这两个库进行对数学模型求解运算。与实测数据对比,得出了弓网接触压力与速度的关系,并给出了改善弓网受流质量的方法。

高速列车弓网载流磨损匹配性研究

弓网关系是高速列车运行的重要关键技术,弓网匹配性则是弓网关系研究的重要内容。文中基于高速弓网关系试验台,试验研究了速度400、450、500 km/h下CTS150、CTMH150铜合金接触线分别与纯碳滑板和浸金属碳滑板载流磨损匹配性,对比分析了不同速度下的弓网摩擦副的磨耗比。研究发现,400、450 km/h下接触线和滑板磨耗比随磨耗公里先增加至最高点,随后趋于稳定或逐渐降低,500万~1000万机车公里是磨耗比的临界点。速度450、500 km/h下与接触线对磨时,纯碳滑板相比浸金属碳滑板具有更低的接触线和滑板磨耗比,最低时的接触线磨耗比只有21%,最低时的滑板磨耗比只有10%。速度450、500 km/h下CTS150接触线与纯碳滑板匹配时具有更低的磨耗比。

城市轨道交通新型刚柔结合接触网研究

本文提出了一种地铁隧道内的使用的新型刚柔结合接触网。并且利用MSC.Marc软件建立了弓网耦合模型,分析列车运行时的弓网受流特性。结果表明,当列车时速为120km/h时,刚柔结合接触网的受流质量明显优于刚性悬挂接触网的受流质量。进一步分析采用刚柔结合接触网时,当列车运行在正常区段、锚段关节处以及受轮轨激扰时的接触压力,列车时速为180km/h时,新型刚柔结合型接触网能确保列车平稳运行。刚柔结合接触网和柔性接触网对比,最大的优势是结构高度低,弹性均匀度好;和刚性接触网对比,最大优势是弹性好、受电弓滑板磨耗均匀、运行速度高。新型刚柔结合接触网为列车在隧道内的地铁线路高速运行提供了可靠保障。

深圳地铁5号线车辆受电弓裂纹故障分析

根据正线弓网振动测试及实验室测试数据,文章对深圳地铁5号线车辆受电弓接触力分布、弓头振动加速度、弓网燃弧现象、拉出值等进行了研究分析,明确了受电弓裂纹的原因,为受电弓的维修提供依据。

广州地铁八号线和广佛线弓网关系现状、成因及对策分析

广州地铁八号线从开通运营至今,弓网关系恶劣,一直存在着碳滑板磨耗不均匀、碳滑板磨耗率大、碳滑板拉弧打火等问题。广佛线运营至今,弓网关系良好,无上述问题。对两条线路的弓网关系现状进行对比分析,从受电弓、接触网、列车运行状态等方面分析弓网关系差异的原因,进而对既有线路的运营提出优化对策,同时也为新线接触网设计、新车受电弓选型提供参考。

广州地铁二号线整列车辅逆故障分析

城市轨道交通的辅逆系统是通过将接触网获取的交流电逆变成供列车使用的交流电,从而实现列车各项设备的正常运转。通过研究广州地铁二号线辅逆系统的中间电压超压故障,调查分析西门子辅逆系统故障诊断逻辑以及设计原理。通过利用SIBMON解析软件、辅逆系统逻辑图以及事件记录仪数据,反向推导造成整车辅逆故障的原因,得出故障原因为弓网关系不良,即短暂弓网脱离现象,为后续同类故障查找以及深入调查提供参考依据。