高速铁路大跨度钢桁架桥接触网腕臂安装技术研究

高速铁路大跨度钢桁架桥纵向伸缩量大且变位复杂,是影响接触网腕臂偏移等系统能否正常、安全运行的重要因素,如何解决接触网腕臂安装、偏移调整与钢梁伸缩之间的协同配合,目前国内在此方面鲜有研究。通过阐述受导线伸缩影响的腕臂偏移机理和大跨度钢桁架桥梁体纵向伸缩机理,分析在不同接触网锚段布置方式下大跨度钢桁架桥梁体伸缩对腕臂偏移的影响,并采用逐工点分析法总结不同工况下钢梁伸缩与导线伸缩对腕臂偏移影响的相互关系,揭示了接触网腕臂安装曲线在导线伸缩及钢梁伸缩共同作用下的计算方法。结合典型案例计算分析,建议采用不同钢梁跨度下的推荐锚段布置方式能有效降低腕臂偏移量,并提出应重点关注伸缩缝两侧锚段腕臂偏移问题、腕臂偏移为叠加关系时缩小半锚长度、钢梁跨度大于720 m时应重点计算伸缩缝两侧双腕臂间距等优化事项。研究内容及计算公式可为系统性解决高速铁路大跨度钢桁架桥接触网腕臂偏移设计、施工及运营维护等技术难题提供理论支持。

基于空间域尺度自适应小波能量的接触网不规则识别

针对高速铁路受电弓−接触网系统中出现的接触网垂向和横向结构不规则问题,在研究接触网不规则对受电弓振动响应影响的基础上,提出一种基于弓头加速度的空间域尺度自适应小波能量识别接触网结构不规则的方法,并开展仿真和现场实测验证。首先,建立受电弓刚柔耦合动力学模型,对不同接触位置下的弓头振动响应进行分析,并建立弓网刚柔耦合动力学模型获取弓头加速度信号,根据标准和实验结果验证模型的准确性;其次,利用连续小波变换对信号时频分析并进行空间域转换,基于空间域中的能量分布特征自适应提取表征接触网不规则的尺度参数;最后,提取尺度参数下的平均小波能量作为特征分量进行融合,实现接触网不规则识别。研究结果表明:本文所提方法能够有效地从弓头振动信号中同时检测出接触网垂向幅值大于0.5 mm的不平顺以及横向定位器偏离故障。

大风区接触网线路参数对附加导线舞动的影响

针对大风环境下兰新高速铁路接触网附加导线发生剧烈舞动以及线间放电的现象,依据接触网附加导线结构特点,建立了附加导线有限元计算模型,并对附加导线进行找形计算。采用谐波叠加法模拟接触网附加导线处的随机风场,并对导线模型施加风荷载,利用无条件稳定Newmark法以及荷载增量法,分析接触网线路参数对附加导线舞动及线间距离的影响规律,并给出相应的舞动防治措施。结果表明:40 m及更小档距对导线在低风速及高风速下的舞动均有明显的抑制效果;将附加导线运行张力提高至6.5 kN,导线阻尼比提高至1.5%及以上能有效降低两条导线的舞动剧烈程度;接触网附加导线的档距过大,运行张力及阻尼比过小,将导致导线舞动时悬挂点张力过大,易引起导线掉线、断线等事故;随附加导线档距减小、运行张力及阻尼比增大,线间最小距离呈递增趋势;不同线路参数下(档距、运行张力及阻尼比)附加导线舞动时线间最小距离均随风速增大出现减小趋势。本研究可为兰新高铁大风区段接触网附加导线舞动及线间放电的防治提供有效的理论依据。

高速铁路接触网导线动态抬升量研究

为了通过高速铁路线路整体接触导线抬升量数据研究弓网系统动态性能,文章建立了4种典型高铁线路的接触网模型和3种高速受电弓的三自由度归算参数模型,并利用罚函数法模拟弓网关系,建立弓网耦合模型,仿真计算接触线定位器抬升量在不同运行速度、不同运行方向下的变化。随后,文章提出一种基于随机森林算法的定位点智能识别分类方法,将接触线拉出值拐点作为定位点,结合现有的接触网几何参数检测数据,采用随机森林算法,将投票结果作为最终定位点判断标准,建立分类模型,优化定位点数据,并对接触线抬升量动态静态实测数据进行预处理、定位点优化、数据空间同步后,得到连续的接触线抬升量。研究结果表明,在速度170~350 km/h内4种典型线路定位器最大抬升量随列车运行速度的提升而增大;在300 km/h开口运行条件下,SSS400+受电弓的定位器动态最大抬升量小于法维莱CX-018与DSA380受电弓,最大抬升量在61.17~81.44 mm;在接触网参数确定的前提下,受电弓闭口方向运行时接触线平均抬升量要高于开口方向运行。

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。

系统外部短路条件下机车车辆适应性试验研究

近年来中国铁路高速发展,但对于车辆系统外部短路时车网之间的暂态过程尚未开展相关研究,系统短路阻抗特征尚不明确。针对以上问题,以国家铁道试验中心环行试验线为基础,建立环行试验线接触网对地短路的数学模型,研究短路点距离对接触网短路电流的影响,并通过构建基于DDRTS仿真平台的接触网短路试验半实物仿真模型对其进行验证,检验牵引变电所馈线保护单元参数设置和动作逻辑的正确性。在国家铁道试验中心环行试验线开展关于系统外部短路条件下机车车辆适应性试验,结果表明,接触网短路瞬间大电流不流经列车,接触网短路电流不会对列车造成不利影响。

高速铁路接触网高精度施工技术研究

随着电气工程技术的快速发展,国内电气化铁路建设取得了长足的进步,新型技术设备在高速铁路接触网中的应用愈发广泛,实现了高铁接触网高精度施工。基于此,文章在概述高铁接触网高精度施工技术要点的基础上,提出降低高铁接触网施工偏差的措施,为确保高铁稳定供电提供理论依据。

一处典型缺陷引发对高速铁路接触网疲劳寿命管理的思考

接触线在受电弓作用下抬升并产生上下振动,抬升和振动使接触线弯曲并引起内部应力变化,形成接触线应力疲劳。基于经典力学金属材料应力疲劳断裂理论和日本新干线对接触线疲劳应变管理经验,分析一起典型的接触线疲劳裂纹缺陷案例,警示加强高速铁路接触线疲劳寿命研究试验工作,掌握接触线疲劳断裂规律,从而加强接触网维修管理,确保高速铁路运行安全。

高速载流磨耗试验中接触线磨耗量测量装置的研究

为了研究和评价弓网关系中接触线和受电弓滑板的耐磨性能,在高速弓网关系载流磨耗试验台上进行载流磨耗试验是一个重要的方法。目前载流磨耗试验中的接触线磨耗量测量需要在安装接触线之前和磨耗试验后通过拆卸接触线进行测量和比较,经测量磨耗试验前后的接触线磨耗面方向直径差计算面积差。当进行接触线磨耗量与磨耗公里数或弓架次之间关系的研究时,需要不断地从试验平台上拆卸和重新安装接触线,不但工作量巨大,而且反复拆卸和安装接触线还会引起接触线和滑板的接触状态发生变化,影响试验结果。提出了一种不需要反复拆卸和安装接触线就能进行磨耗量测量的试验方法,并设计和制造了测量装置,通过载流磨耗试验验证了测量装置的应用效果良好。

郑渝高铁工程接触网动态检测中发现的问题及整改措施(下)

针对郑渝高铁郑州—万州段联调联试过程中发现的接触网问题,介绍接触网动态评价方法,分析问题成因,提出相应整改措施。经验收发现:通过实施整改措施,消除了接触网接触线高度、拉出值、相邻定位点高差、同一跨内相邻吊弦点高差等动态缺陷,改善了接触线硬点及燃弧缺陷,接触网动态参数符合Q/CR 841—2021《接触网动态检测评价方法》要求。整改措施不仅可用于指导既有线接触网缺陷整治工作,还可为接触网设计施工提供参考。

郑渝高铁工程接触网动态检测中发现的问题及整改措施(上)

针对郑渝高铁郑州—万州段联调联试过程中发现的接触网问题,介绍接触网动态评价方法,分析问题成因,提出相应整改措施。经验收发现:通过实施整改措施,消除了接触网接触线高度、拉出值、相邻定位点高差、同一跨内相邻吊弦点高差等动态缺陷,改善了接触线硬点及燃弧缺陷,接触网动态参数符合Q/CR 841—2021《接触网动态检测评价方法》要求。整改措施不仅可用于指导既有线接触网缺陷整治工作,还可为接触网设计施工提供参考。

中国电缆工业的技术现状及其发展趋势

电缆行业作为国民经济的重要支柱,对经济的稳定增长和社会的安全运行至关重要。文中全面综述了中国电缆工业的技术发展,重点讨论了电力电缆、装备电缆、绕组线、通信电缆导体材料和架空输电线领域的技术进步,涵盖绝缘材料的国产化、生产装备的创新,以及电缆产品的多样化发展等;此外,还探讨了高性能碳纤维和铜-石墨烯、铝-碳纳米管合成材料在电缆工业中的应用前景和产业化面临的挑战,为电缆领域的科技工作者提供参考和指导。

高速电气化铁路接触线的研究与应用

接触线也称为电车线,是电气化铁路接触网的重要组成部分。随着电气化铁路向着高速发展,对接触线的理化性能提出了更高的要求。由于国内传统生产技术的限制,国产的接触线强度低,平直度、耐磨性、抗蠕变能力差,越来越难以满足我国铁路提速和安全运行的需要。综述了高速电气化铁路接触线的研究现状、应用情况以及存在的问题,特别对电气化铁路常用的银铜、锡铜以及镁铜等接触线进行了详细的描述,并展望了接触线材料的发展趋势。

额定功率下高速机车谐波特性的仿真分析

通过综合分析高速机车脉宽调制（PWM）整流器谐波电压产生的过程和牵引供电系统的谐波阻抗特性，对高速机车以额定功率运行时谐波的动态特性进行了计算和分析．采用双傅立叶级数和Bessel函数推导出PWM整流器谐波电压的计算式；基于分布参数模型导出了接触网谐波阻抗的表达式，进而对串联、并联谐振进行了分析．在此基础上，对机车在额定功率下的谐波电压和谐波电流进行了仿真计算和频谱分析．结果表明：谐波电压和谐波电流的频谱特性均与机车位置有关，尤其是谐波电流的变化更大；特定次谐波在特定线路位置发生串联谐振，且谐振位置随机车位置变化；谐波电流含量很小，主要集中在3～9次低次谐波和发生串联谐振的频带．

高速铁路接触线用时效强化铜合金的发展

通过分析国内外高速电气化铁路接触网用接触导线的研究及使用现状,阐述了随着电气化铁路的进一步提速,研制和应用新一代国产化接触线的必要性和可能性,指出时效强化型铜合金如铜银铬合金系列、铜铬锆合金系列能够满足接触线的高强高导、耐高温软化、耐磨损等技术要求,是比较理想的铜合金接触线材料。

高速电气化铁路接触导线的应用现状及研究进展

综述了高速电气化铁路接触导线的性能要求及使用现状。认为铜合金接触导线是今后发展的主要趋势,并进一步指出时效强化型铜合金和氧化物弥散强化型铜合金可作为接触导线的理想材料。

高速铁路接触线气动力特性的风洞试验研究

对我国高速铁路接触线的2∶1比例尺模型进行风洞试验,测量接触线模型在不同紊流场中不同风速下受到的顺风向阻力、横风向升力和垂直方向扭矩,分析接触线模型的阻力系数、升力系数和扭矩系数随风攻角的变化规律,研究接触线模型的截面凹槽对其气动力特性的影响;运用邓哈托垂直振动理论,分析接触线模型的舞动稳定性。结果表明:在-45°和45°风攻角附近,由于风向与接触线模型截面凹槽的斜边接近垂直,使接触线模型受到的气动阻力明显升高;紊流场的增大会降低接触线的气动稳定性,二者呈非线性关系;在无覆冰情况下接触线模型受到的扭矩极小,接触线模型舞动主要是由横风向升力的变化引起;接触线舞动的临界风速与其自振圆频率和机械阻尼成正比。

高速电气化铁路弓/网系统的摩擦磨损研究进展

概述了高速电气化铁路弓/网系统接触线与滑板材料的研究与应用现状,分析了其摩擦磨损过程,综述了国内外对弓/网摩擦副的摩擦与磨损行为及机制的研究现状,并指出了该方向研究的严重滞后性以及今后需要重点研究的方向。

高速电气化铁路接触网防雷研究

高速电气化铁路发展迅速,接触网作为担负机车供电的重要设备,位于高铁线路的最上方,极易遭受雷击引起损坏。根据国内外接触网防雷现状和避雷线的保护原理,分析并计算了是否采用架设架空避雷线,接触网遭受雷击的过电压情况及耐雷水平,在PSCAD仿真软件中搭建了接触网遭受雷击的模型,仿真验证了接触网架设避雷线的效果,为高速铁路接触网全线架设架空避雷线的防雷方案提供了依据。

电气化高速铁路接触网静态模型的建立

接触网是大变形的柔性索结构。高速铁路的整体吊弦施工要求在安装施工前就确定吊弦的长度。本文利用有限单元法,建立针对完整锚段找形的计算模型,并对平曲线、缓和曲线等各种线路情况提出了修正方法。文中对郑西客运专线多种线路情况的实际锚段吊弦长度进行计算。对比计算结果表明,在多种线路情况下的计算精度与SIEMENS公司的Candrop软件相当。