Influence of RE on Ageing Precipitate Characteristics and Softening Resistance of Copper Alloys Contact Wire

The effect of RE （such as Ce, Y and mixed Ce ＋ Y, etc） on ageing precipitate, characteristics and softening resistance of Cu-Cr-Zr alloys contact wire used in electrical railway were investigated in this paper. The results show that the tested Cu-Cr-Zr alloy with trace RE addition could attain higher microhardness and lower electrical conductivity to some extent after being soluted at 950 ℃ for 1 h and aged at 480 ℃. The precipitation process of secondary phase could be accelerated by cold working before ageing treatment which resulted in ageing hardening. Aged at 480 ℃ after 60% cold working, the values of electrical conductivity and microhardness improved significantly compared with that without deformation. The mixed RE （Ce ＋ Y） improved the softening resistance substantially in these trace RE additions, which could increase the soften temperature by 45 ℃.

基于移动激光点云的非接触式接触网参数检测方法

针对目前接触网参数检测存在精度低、效率低等问题,提出一种基于移动激光点云的非接触式接触网参数检测方法:基于预处理后的接触网点云实现接触线和接触网支柱要素的分类;基于连通性分析,实现接触网支柱单体化分割,并通过建立kd-tree数据结构提取定位点;最后根据定位点与轨面关系计算接触网导高、拉出值。结果显示,基于本文方法得到的接触网参数检测精度符合《接触网悬挂状态检测监测装置(4C)暂行技术条件》要求,验证了方法的有效性和准确性。

不同电流下的电弧侵蚀对浸铜碳滑板/铬锆铜接触线磨损机理的影响

弓网之间由于短时间离线容易产生电弧,离线电弧会严重灼伤碳滑板和接触线表面,导致碳滑板服役寿命衰减和过早老化.采用了不同强度电流形成的电弧对碳滑板表面进行侵蚀处理,发现随着电流的强度增加,接触区域的离线电弧能量冲击强度和瞬时温度逐渐提升.受电弧侵蚀之后Cu从碳滑板基体中大量析出并熔焊成瘤状物,在侵蚀区域形成不规则疏松层和扩展裂纹.接着对碳滑板进行载流摩擦磨损试验,结果表明摩擦系数和接触电阻均随着侵蚀时间的增加而增大.通过扫描电镜和三维形貌测试分析方法,揭示了经电弧侵蚀之后碳滑板/接触线的载流摩擦磨损机理和性能差异,其主要磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损.

红外探测器芯片高可靠性键合工艺研究

金丝键合工艺广泛应用于红外探测器的封装环节。实验选用25μm金丝,基于正交试验法,根据键合拉力值确定键合的最佳工艺参数。通过优化超声压力、超声功率、超声时间及接触力等工艺参数组合,改善了键合引线的电气连接性能和连接强度,从而提高芯片系统的信号传输质量。提出的引线键合工艺参数组合适用于红外探测芯片的键合。

矿物粉尘环境下矿井缠绕提升钢丝绳振动磨损特性研究

针对矿物粉尘易黏附于具有润滑保护的矿井缠绕提升钢丝绳表面而影响其接触磨损过程问题,利用自制缠绕提升钢丝绳振动磨损测试平台,分析矿井中常见矿物粉尘(煤炭颗粒和矿石颗粒)对缠绕接触钢丝绳间的摩擦学参数演化规律,并揭示其对钢丝绳磨损过程的干扰机制,以期为矿井提升系统的运维及延长钢丝绳使用寿命提供基础数据支撑.结果表明:随着煤炭颗粒体积分数从10%增至40%,钢丝绳在相对稳定阶段的平均摩擦系数从0.158增至0.173,而颗粒尺寸的增大则使其呈现出相反的变化趋势;此外,随着煤炭颗粒体积分数不断增加,钢丝绳磨损表面C元素含量越来越多,黏附效应越来越严重,且剥层现象也越来越明显;随着矿石颗粒体积分数增至40%,钢丝绳摩擦系数增至0.157,磨损深度增至120.4μm,且相比于煤炭颗粒,钢丝绳摩擦系数曲线更加平稳,而颗粒尺寸则与摩擦系数和磨损深度负相关;矿石颗粒浓度的增加及尺寸的减小均导致钢丝绳接触表面磨粒磨损程度更加严重.

电气化铁路牵引回流对钢轨磁化的影响研究

针对钢轨产生异常剩磁的现象,建立机车牵引回路三维有限元模型,对钢轨磁化原因进行仿真分析。研究结果表明:机车正常运行时,接触线在钢轨处产生的磁场及钢轨之间互相耦合产生的磁场均小于0.05 mT,远小于实地测量的钢轨剩磁10 mT,影响可以忽略不计;机车牵引电流幅值突变时,钢轨表面产生的磁场可达0.66~0.68 T,该磁场大小经等效计算接近自动过分相区地面磁钢的最小磁场大小1.1 T,从而可能导致机车主断路器异常跳变。

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。

基于云边端协同的电能表错接线在线感知诊断系统研究

在电力改革和新型电力系统建设背景下,提高电能计量异常实时在线感知研判能力是保障电力市场交易、供用电安全的重要课题。当前对电能表错接线的研判需要专业技术人员携带各种量测设备进行现场接线分析,存在技术复杂、安全性低、携带不方便、效率低等问题。该文设计了一种基于云边端协同的电能表错接线在线感知诊断系统,利用非接触式现场稽查终端从现场或从云边用电采集系统获取电能表的量测数据,对电能表接线异常进行分层判定,给出精准研判结果。该应用可为大规模、高效、安全地开展现场电能表错接线分析处理提供可行的技术方案。

弓网系统动态升弓问题关键影响因素研究

以铁路车辆系统中弓网系统为研究对象,针对列车运行过程中不同供电制式(AC/DC)切换时产生的动态升降弓问题,建立弓网系统升降弓接触动力学模型,并结合升降弓地面试验验证该模型的准确性。基于弓网系统升降弓接触动力学模型,利用正交实验方法研究影响升弓动力学的关键因素以及考虑接触线拉出值条件下动力学性能变化规律,得到了弓网系统合理的升弓参数范围。结果表明:升弓条件下,影响弓网动力学关键因素为弓头质量、升弓速度和接触线拉出值位置。

金刚石串珠绳锯切割煤层卸压增透效应研究

为探讨金刚石串珠绳锯割缝对缝槽周围煤层的卸压增透效应,首先建立基于缝槽顶板受力的两端固支梁力学模型,分析顶板梁的受力特征及缝槽顶板下沉接触底板(简称触底)特性,然后采用自行设计的物理相似模拟试验平台开展相似模拟试验,分析不同工艺参数绳锯割缝后缝槽上下方煤岩层应力、位移变化规律,基于FLAC^(3D)数值模拟和开发的煤层瓦斯渗透率计算程序,分析随割煤工作面推进缝槽周围煤岩体的应力和渗透率分布特征和周期演化规律。研究表明:绳锯割缝使缝槽周围应力重新分布,缝槽顶板随着割缝工作面的推进经过顶板悬露、顶板触底,连续缓沉3种演化形态;顶板未触底时,缝槽上下方形成“U”形卸压区,最大挠度在顶板中心位置,也是最先触底部位,顶板触底之后,缝槽中间位置出现应力恢复,减弱绳锯割缝的卸压增透效果;串珠绳锯的直径越大,顶板发生触底的极限跨度越大,缝槽触底越晚,卸压效果越好;相同割缝直径增加第2条割缝,两缝槽卸压区连成一起,卸压效果相互促进,减弱两缝作用下的应力恢复现象,增大了卸压范围;缝槽推进距离足够长时,由于顶板触底,缝槽两边的卸压增透效果更好,割缝卸压的影响范围从左到右划分为应力集中区、卸压区、应力恢复区、卸压区、应力集中区,对应的卸压区和应力恢复区都有较好的增透效果。

不同表面形貌的接触线对浸金属碳滑板载流摩擦磨损性能的影响

在受电弓-接触网载流摩擦磨损过程中,接触线会产生不同的横截面形状,而接触线形貌的改变可能会影响弓网间的接触关系,进而影响弓网间的载流摩擦磨损性能。为研究不同表面形貌的接触线对浸金属碳滑板载流摩擦磨损性能的影响,利用环-块式高速载流摩擦磨损试验机,研究载流条件下常规形貌、麻点形貌、斜切形貌的接触线与浸金属碳滑板的摩擦磨损性能,比较采用不同形貌接触线时的摩擦因数、电弧能量和浸金属碳滑板的磨损量、表面形貌。试验结果表明:在直流电情况下,常规接触线与浸金属碳滑板组成的摩擦副的摩擦因数最小,滑板磨损量最低;采用斜切形貌接触线时的摩擦因数最大,滑板磨损量最大。通过SEM电镜观测浸金属碳滑板表面的磨损形貌,发现接触线为常规形貌时,滑板以氧化磨损为主,有较多的氧化物产生;接触线为麻点形貌时,滑板以电弧烧蚀和磨粒磨损为主,产生了细小裂纹和烧蚀坑,有较多的磨屑和剥落层出现;接触线为斜切形貌时,滑板以电弧烧蚀为主,有大裂纹和犁沟产生,并且烧蚀区域出现了较多的白色小球。研究表明,当接触线的形貌发生改变时,会导致滑板磨耗增加并加剧接触副电弧放电,从而恶化接触副的状态。因此,当接触线磨损变形严重时,应及时进行更换。

城市轨道交通9号道岔上方接触网结构设计与调整

道岔上方的接触网结构较复杂,是维修维护需要重点关注的区域。本文针对某地铁线路9号道岔上方接触网出现的受电弓弓角异常磨损、接触线侧面异常磨损等问题,从受电弓、接触网空间几何关系出发,分析了造成线岔区域异常磨损的原因,给出了线岔布置的原则和线岔结构的调整方案建议,为城市轨道交通9号道岔上方接触网布置提供参考。

适用于不同导高区域的接触线快速定位磨耗检测方案

[目的]接触线磨耗会影响弓网间正常受流,是影响列车运行安全的重要因素,因此快速、精确地检测接触线磨耗非常重要,提出了适用于不同导高区域的接触线快速定位磨耗检测方案。[方法]设计了多台高速线阵摄像机配合线激光的接触线磨耗检测方案,介绍了该检测方案的检测系统组成、快速定位接触线方法和具体的检测步骤。针对户外段和隧道段两种应用场景进行了接触线磨耗检测试验。[结果及结论]检测试验结果表明,该检测方案可对不同导高区域的接触线的磨耗进行检测,检测方法可行,检测精度较高。

铜合金接触线夹杂物缺陷的新型涡流检测探索

针对传统涡流检测法在铜合金接触线检测中的不足,提出了一种应用于铜合金接触线生产过程的新型在线涡流检测法,由永磁体和磁场传感器分别代替传统涡流检测法的激励和接收线圈。经实验测试表明,新型涡流检测法原理可行,实验装置简单有效,在现有实验条件下可达到100μm量级的检测精度。

基于综合卫星遥感的典型铁路设施提取方法研究

随着遥感技术在铁路行业应用的深入,应用多源遥感对铁路设施状态进行观测成为学界和产业界关注的热点。针对铁路设施状态定量化监测问题,应用InSAR技术可以获得铁路设施沉降信息,沉降信息的分析提取往往要借助设施的类别、位置等属性,否则无法进一步对特定铁路设施的沉降进行量化评估。文章综合利用星基光学与微波遥感影像,通过目标检测技术对铁路设施进行自动提取,确定铁路设施微波散射点与光学属性中类别与位置的对应关系;选取典型区域,以接触网立柱为例,利用多源遥感影像对文中提出的提取方法进行验证,结果显示:综合光学遥感影像的高空间分辨率以及SAR影像对铁路设施特异性散射的特征对铁路设施进行提取,提取准确率较光学遥感影像提取准确率提高2.8%,较SAR影像提取准确率提高9.2%,同时提取结果中设施位置更准确,可减少因设施的错误监测造成的行车安全影响,为InSAR对铁路设施形变的定量化监测提供参考。

植被尺寸对导线触树高阻接地故障特性的影响研究

针对植被尺寸对导线触树高阻接地故障(THIF)特性影响规律不明确、引燃难以预测的问题,本文深入分析了THIF故障过程中引燃现象及泄漏电流的变化规律。探讨了不同植被尺寸与泄漏电流之间的关系,并研究了植被尺寸对树线接触位置电弧放电特性的影响。在此基础上,推导了植被尺寸参数与泄漏电流之间的数值关系,并建立了综合考虑植被直径和长度的明火时刻泄漏电流预测模型。研究成果可为配电线路走廊植被管理及山火防治提供重要依据。

钢丝绳内钢丝间接触角计算分析

钢丝绳内钢丝的接触状态直接影响钢丝绳使用寿命。通过计算点接触钢丝绳股内各层钢丝之间的接触角、线接触金属芯钢丝绳股钢丝和金属芯钢丝的接触角以及多层股钢丝绳外层股钢丝和内层股钢丝之间的接触角,计算分析不同捻距捻向情况下接触角的变化,用于指导钢丝绳工艺设计。

基于Kalman滤波思想的接触线高度检测数据粗差修正算法

接触线高度平顺性是评价接触网设备动态运行质量的重要指标。针对接触线高度检测数据中的粗差,基于Kalman滤波思想提出相应的粗差辨识与修正算法。将接触线高度视作一个连续平稳系统,利用矩形窗函数定义系统状态值,实现检测数据的分段线性化;依据系统状态值的回归预测方法和状态差异的量化方案,构建粗差辨识与修正算法,并引入适用于锚段关节处双支接触线采集特征的回溯机制;基于大量实测数据,采用显著性检验等统计方法确定算法参数,并从回溯、修正、运用和实时性等方面,对算法有效性和可行性进行分析验证,结果表明:该算法能够完成各类接触线高度检测粗差的高速实时辨识与修正。

凯尔文电桥实验的分析

在凯尔文电桥中,待测电阻端和标准电阻端也存在接触和引线电阻,然而这些接触和引线电阻很少被关注且对电阻测量的影响一直不清楚。研究了凯尔文电桥中并入待测电阻端和标准电阻端的接触和引线电阻对测量结果的影响并给出了减小影响的方法。研究发现:凯尔文电桥的倍率大于1时,测量值的误差随倍率的增大而增大;另外,倍率小于1时,测量值的误差随倍率的增大而减小;最后,倍率约等于1时,测量值的误差最小。研究表明:采用倍率约为1的电桥,并入待测电阻端和标准电阻端的接触和引线电阻可以近似不影响测量结果。

速度350 km/h高速铁路接触网设备服役性能试验研究

对某350 km/h速度等级高速铁路接触网几何参数动态性能、运营动车组受电弓静态压力和弓网燃弧性能进行长期跟踪测试,对比不同运营速度下弓网燃弧次数、弓网动态接触力,接触网动态抬升量、接触网零部件承受的载荷和滑板磨耗变化规律,对接触线磨耗进行分析,预测了接触线寿命,最后对接触网零部件进行试验台试验,检验了零部件使用寿命。通过以上试验和研究,比较充分地掌握了动车组350 km/h运营速度下接触网设备服役性能,为接触网设备养护维修提供了数据支撑。