带载工况下降弓电弧磁流体建模分析

带负载降弓会造成大电流电弧严重烧蚀弓网系统材料,甚至导致接触线断裂等事故。为了分析降弓电弧动态特性,建立了降弓电弧二维轴对称磁流体动力学模型。采用固定电导率以及LTE-diffusion近似方法处理阴极鞘层和阳极鞘层,使用动网格方法模拟降弓过程,研究了降弓速度、电弧电流对电弧特性的影响。研究结果表明:降弓过程中接触线底部和受电弓滑板顶部存在高气压区域,降弓电弧最高气压约为800 Pa;加快降弓速度可以加速降弓电弧的熄灭,减轻降弓对弓网材料的烧蚀;降弓速度对于降弓电弧电压的变化起主导作用。研究结果为进一步研究降弓电弧侵蚀接触线的热过程以及降弓电弧烧蚀防护奠定了基础。

站内工况下降弓电弧特性的仿真研究

列车驶入站内要进行降弓操作,由于降弓电弧弧根在弓网电极表面停滞,所以对弓网系统材料的侵蚀尤为显著。基于磁流体动力学建立电弧模型,研究降弓速度与自然风速对降弓电弧的影响。研究结果表明:降弓速度与自然风速对于降弓电弧的温度影响程度较小。随着降弓速度和自然风速的增加,电弧弧长、电弧电压均逐渐增大,电弧电压-时间变化率呈现近线性增长,电弧电压-弧长变化率基本不变。自然风速对电弧弧长以及电弧电压的影响更显著,加快降弓速度、加装吹弧装置可减少电弧持续时间,有效减轻电弧对弓网系统材料的侵蚀。

弓网系统降弓电弧电气特性仿真研究

基于Mayr电弧电路模型和Cassie电弧电路模型,考虑纵向气流吹弧效应,对电弧电压梯度U和电弧耗散功率P0进行修正,建立降弓电弧电路分析模型。研究降弓速度、降弓时刻以及降弓电弧电流对降弓电弧电压的影响。发现降弓电弧电压呈现近似线性的增长关系,降弓速度越高,降弓电弧电压增长得越快。降弓时刻对于电弧电压的影响主要体现在电弧电压出现的时刻差异,降弓电弧电压的波形基本一致。不同电弧电流情况下,电弧电压基本一致。文中的研究对于指导降弓操作、减轻弓网材料损失具有重要意义。