刚性接触网锚段关节故障原因分析及优化

[目的]接触网设备作为供电系统中无冗余设备,一旦发生故障会严重影响列车的正常运营。在上海轨道交通线网中,刚性接触网线路占正线比重较大,作为线路中关键设备的刚性接触网锚段关节,其磨耗、燃弧等故障频繁发生。需分析其故障原因并对其进行优化。[方法]基于上海轨道交通刚性接触网故障数据,分析了刚性接触网锚段关节磨耗、燃弧等故障发生的原因;从加速取流段优化、技术参数优化、汇流排挠度优化提出了具体的锚段关节优化措施。[结果及结论]刚性接触网锚段关节优化后,提升了设备可靠性,有效减缓了磨耗速率,降低了人员维护成本,减少了物料消耗。

42#道岔接触网辅助锚段线材及张力仿真分析

高速铁路42#道岔接触网采用第三辅助锚段无交分线岔布置方式,由正线锚段悬挂、侧线锚段悬挂及辅助锚段悬挂组成。42#道岔接触网辅助锚段悬挂起着正线锚段悬挂与侧线锚段悬挂的衔接作用,保证了受电弓在正线锚段与侧线锚段的平稳过渡,因此辅助锚段悬挂的线材及张力选择显得尤为重要。通过调研目前42#道岔接触网辅助锚段线材及张力的设置情况,从线材张力配置、波动传播速度、与正线锚段匹配性等方面进行分析;并利用弓网仿真,通过分析不同线材及张力组合,提出适应不同时速的42#道岔接触网辅助锚段线材及张力选择,应用于实际工程中,为今后42#道岔接触网辅助锚段线材及张力设计提供了方案参考。

吊弦故障影响下的接触网锚段区域动态行为研究

锚段关节是高速铁路接触网系统的重要组成部分,其动态行为直接影响高速运行工况下的弓网受流性能。目前,吊弦断裂等吊弦故障频繁出现在高速铁路接触网锚段区域,并对高速铁路弓网系统的运行稳定性产生了显著威胁。研究吊弦故障影响下的接触网锚段关节区域的动态行为对确保弓网系统受流性能有着重要意义。文章以某高速铁路接触网系统的锚段区域为研究对象,采用有限元方法建立了完整的三维锚段关节模型,并进一步搭建了包含锚段关节区间的“受电弓-接触网”耦合模型;基于该模型仿真分析了不同运行速度对弓网耦合接触力的影响,并进一步研究了锚段关节处吊弦故障影响下的锚段区域动态行为。由仿真计算结果可见,建立的锚段关节模型能够准确描述其动态行为,锚段关节处吊弦故障会显著恶化弓网受流性能和邻近区域的吊弦动力学行为,增加吊弦断裂风险,因此有必要在接触网巡检时对锚段关节处的吊弦状态进行仔细检查。

降低城市轨道交通刚性接触网锚段间过渡处拉弧的研究

为满足刚性接触网汇流排温度变化时的伸缩要求,在刚性接触网各锚段过渡位置选用膨胀元件。因膨胀元件需装在线路中心且汇流排与膨胀元件需在同一中心线上,导致线路中心拉出值分布密度明显高于其他位置。经深圳地铁11号线运行发现受电弓碳滑板磨耗磨耗凹凸不平且膨胀元件处拉弧严重。通过深入分析弓网间拉弧的成因等,制定了膨胀元件改锚段关节及优化接触网拉出值布置的整改方案。技术成果应用后,深圳地铁11号线刚性接触网弓网严重拉弧问题得到了有效解决并极大改善了弓网关系,保证了设备安全可靠运行。

高速铁路公铁合建桥接触网锚段布置关键点设计研究

以某铁路工程项目中的公铁合建桥为例,对公铁合建桥接触网锚段布置进行研究,分析了大跨度钢索斜拉钢构桥梁端伸缩量偏大对接触网锚段布置的影响,提出了大跨度公铁合建桥中心锚结布置位置的建议方案及受梁端伸缩量影响导致的补偿坠砣升降空间不足的对应解决方案。

地铁刚性接触网分段绝缘器改绝缘锚段关节方案研究

通过对比刚性接触网分段绝缘器及绝缘锚段关节的优缺点,结合理论研究及现场试验,探讨绝缘锚段关节替代分段绝缘器方案,验证在电位差较小、具备安装空间、运行强度低的折返线上采用绝缘锚段关节形式电分段的可行性。

预应力锚索内锚段复合单元模型研究

针对预应力锚索内锚段模拟存在的困难,提出用复合单元模型来研究内锚段,为解决这一问题提供了一种新思路。该模型最突出的优点是既可以反映钢绞线、砂浆和接触面等细部结构,又可以简化网格。为检验其正确性,进行了有限元精细化模拟,将钢绞线、砂浆、接触面等细部结构精细离散。结果显示,内锚段轴向位移和应力沿钢绞线方向由外到里呈指数衰减,一般内锚段不是越长越好,3～5 m左右较为合适,这与现场监测规律相吻合。算例验证了这种方法是合理和有效的。

高速铁路接触网四跨锚段关节结构优化研究

高速铁路接触网锚段关节处于两支接触悬挂的过渡段区域,属于接触网的薄弱环节,当受电弓高速通过该区域,引起弓网振动较其他区域严重。针对某条高铁4跨锚段关节存在中心柱定位器磨定位支座、转换柱定位点抬升较大、两支悬挂交叉点不等高等问题,提出结构优化方案。首先调整接触网平面布置,形成3种调整方案,再利用弓网仿真手段,建立4种4跨锚段关节的弓网仿真模型,比较弓网动态性能参数,得到的结论有:双弓运行建议采用方案2的接触网布置方式,4跨锚段关节定位点最大抬升出现在转换柱ZJ2上,中心柱定位点的抬升衰减较其他定位点慢,调整方案的弓网动态性能较原设计方案优。

双弓作用下锚段关节处弓网耦合系统受流分析

基于大型有限元软件ANSYS建立了双弓弓网耦合系统的有限元模型,分析研究弹性链型悬挂弓网系统下,跨距、列车运行速度、弓头质量、接触线张力、双弓间距对锚段关节处弓网耦合系统动态受流特性的影响以及前、后弓的相互影响规律。

客运专线电分相锚段关节形式的比较分析

本文从供电调度员的视角,结合国内客运专线运营经验,对目前投运的客运专线采用的几种典型的电分相锚段关节形式进行比较分析,并提出一种适用于地面感应车载自动断电过分相的接触网电分相锚段关节形式,希望能对国内客运专线接触网设计标准化提供借鉴。

弹性吊索对接触网锚段关节弓网受流影响分析

高速铁路接触网工程建设过程中,锚段关节因结构安装特点无法安装弹性吊索,但贸然取消弹性吊索可能会对接触网锚段关节弓网受流造成影响,因此对其研究有重要意义。根据有关标准和工程实践,首先拟定250 km/h和350 km/h两个速度等级的接触网设计参数,再结合弹性吊索参数及接触网锚段关节安装和取消弹性吊索确定了8种工况,分别建立接触网仿真模型,对弓网动态性能仿真计算后,得出不同工况下接触网动态性能。经分析得出的结果为:250 km/h速度等级接触网弹性吊索长度宜取14 m,张力宜取2.8 kN,锚段关节宜安装弹性吊索;350 km/h速度等级接触网弹性吊索长度宜取18 m,张力宜取3.5 kN,锚段关节宜安装弹性吊索。该结果可为设计速度250 km/h、350 km/h高速铁路接触网系统设计和施工提供参考依据。

普速列车通过绝缘锚段关节的电弧拉断距离仿真研究

列车在通过电分段时,由于绝缘锚段关节与受电弓之间存在很大的电压差而产生电弧,受绝缘锚段关节特殊位置的影响,列车行驶很慢,造成电弧难以熄灭,电弧的长期维持会对弓网系统造成严重的烧蚀,影响列车安全稳定运行,出于安全性和成本的考虑,难以通过相关实验复现,因此有必要通过多物理场仿真模拟真实情况,针对列车受电弓通过绝缘锚段关节时产生电弧后电弧的极限拉断距离展开研究,评估当前绝缘锚段关节设置的合理性。基于磁流体动力学理论,考虑列车以18、108、144、180 km/h等不同的车速通过绝缘锚段关节的情况,分析了不同强度的列车走行风对电弧极限拉断距离的影响。研究结果表明:列车通过绝缘锚段关节的速度小于180 km/h时,电弧存在时间长,难以熄灭,将对弓网系统造成严重的烧蚀,列车通过速度大于180 km/h可以使电弧快速熄灭。

接触网绝缘锚段关节布置方式研究

接触网平面布置中最关键的地方就是相邻锚段连接部分的锚段关节,尤其是绝缘锚段关节,其状态的优劣直接影响接触网的供电质量和机车的取流质量。文章结合海南东环铁路的具体设计,并参考国内外高速铁路接触网绝缘锚段关节的设计情况,按照锚段关节中接触网所采用零部件的具体结构和性能,从布置方式、零件结构性能指标、定位安装形式、施工运营效果等方面对绝缘锚段关节的布置方式设计进行分析和探讨,以找到更合理的方案来解决现场的施工设计难题。

绝缘锚段关节处常见弓网事故的分析与预防

电气化铁路接触网绝缘锚段关节接触悬挂弹性较差、硬点较多、技术参数要求多,是弓网事故的多发区,如工作支与非工作支的线索间距不符合要求、两锚段线索上各部件彼此间距不够、分段绝缘子串与工作支接触线的距离太小、电连接线接触不良、中心柱处两接触线拉出值不符合要求等五种常见弓网事故,因此提出严格执行检修工艺标准要求、加强绝缘锚段关节检测管理、强化隔离开关上网电连接线夹主导电回路管理、强化专项整治工作生产组织及质量验收、加强信息管理,建立多渠道信息收集机制、转变工作思路,统筹安排设备整治等六项预防措施。

刚性接触网锚段关节布置研究

锚段关节是制约刚性接触网动力性能的关键部位。从自重挠度的匀顺性、静态弹性的一致性、动态接触力的平顺性角度出发,采用静动力方法进行比较和验证,找到影响受流的关键因素,确定锚段关节的最优布置;通过对锚段关节立面和平面布置的研究,确定了“第1悬吊点抬高量”为影响关节处受流质量的最关键因素;在此基础上进一步研究提出了基于隧道管片宽度的跨距布置及时速120~250km快速刚性接触网系统布置方案。本文关于锚段关节的相关研究结论也对快速接触轨系统的研发具有借鉴意义。

扩能改造锚段关节改移施工方案及技术

正朔黄铁路作为西煤东运第二大通道,开通以来运量每年以千万吨级增长。2009年,朔黄铁路发展有限责任公司启动了六站一场3.5亿t扩能改造工程,车站到发线相应延长,造成车站正线接触网锚段关节相应外移,锚段关节改移直接影响站场开通及行车安全,因此,有必要对锚段关节改移过程中施工方案与技术进行探讨。

浅谈高速铁路接触网锚段关节设计

作为接触网系统的重要组成部分,锚段关节的合理性显得尤为重要。目前我国高速铁路接触网锚段关节主要以四跨和五跨关节形式为主,时速达到300 km/h及以上的高速铁路通常采用五跨关节形式。本文对高速铁路接触网常见的五跨锚段关节进行有限元受力分析,提出优化建议。

既有线提速接触网锚段关节改造方案的优化

对哈大线接触网锚段关节的设计特点进行简要分析,提出了我国电气化铁路接触网锚段关节设计存在的问题和改造方案。通过论证后指出,我国既有线已采用的3跨、4跨锚段关节稍加改造,即可满足列车2 0

时速200公里接触网锚段关节设计

锚段关节是接触网不可或缺的技术较为复杂的关键的组成部分，特别是速度达160～200km／h的快速列车对接触网锚段关节的质量要求更高。本文对时速200公里接触网锚段关节的跨数、导线平行间距、转换抬高等进行探讨。

绝缘锚段关节电分段隔离开关安装位置的研究

在接触网的各种故障中,电气烧伤故障因其事前不易被发现而危害很大。而电气烧伤问题中,设备的安装问题造成电气烧伤故障往往不被重视,本文结合西安铁路局接触网运行中的故障案例,针对目前隔离开关安装在绝缘锚段关节不同转换柱时存在的问题进行分析,提出解决的思路并分析了其优越性。