列车弓网关系的研究

列车弓网关系的研究

1trt-4关键技术牵引网络系统主要包括引入故障和接触网。这项任务是确保良好，并始终向车辆供电。牵引变电所是电气化铁路供电系统中的心脏,无论是一般线路还是高速线路都要求其具有高度可靠性。接触网是牵引供电系统的主动脉,其功能是通过与受电弓在运行中的良好接触将电能传给电力机车。高速铁路牵引供电系统关键技术主要包括:(1)弓网关系和检测技术:弓网关系是决定受流质量的主要因素。通过理论和实践研究,确定最佳的悬挂形式、零件材质。确定以硬点和压力为主要检测对象的接触网受流状态评价标准和体系。(2)自动过电分相:牵引供电系统电分相环节是制约列车运行速度的瓶颈之一。自动过电分相主要分为地面过电分相技术、机车上过电分相技术、地面与机车结合的自动过分相技术三大类。(3)电能质量和电磁兼容:随着牵引负荷的增大,无功、负序、电压闪变和谐波问题更加突出,需要研制新型平衡变压器及研制综合静止补偿装置。(4)牵引供电自动化与信息化:牵引供电自动化与信息化是保障电气化铁路安全可靠运行的有效手段。2高速电气化铁路接触网2.1耐磨性能和大热能良好的导电性能:导电率最好保持在90%以上。良好的机械性能:能承受因提高波动速度而施加的张力并满足安全要求。良好的耐磨性能:能满足设计所需的磨耗率和使用寿命。良好的耐热性能:能防止过负荷电流或短路电流引起的热软化或熔断。良好的疲劳特性:能防止接触线上下扰动所形成的疲劳断裂。良好的抗蠕变特性:在实际工作环境下所产生的导线表面波状变化在可控范围以内,不因此引起拉弧或离线。2.2高速通信网络的流量特征2.2.1接触网波动速度高速受电弓沿接触网高速移动并正常取流的速度受接触网波动速度的影响和制约,当二者不匹配时,受流质量将严重恶化,甚至造成弓网解体。因此,在高速弓网系统中,接触网的波动速度成为制约列车高速运行的主要因素之一。受电弓的上下振动和左右摆动直接影响到弓网安全和受流质量,对受电弓的这种晃动必须充分考虑。2.2.2接触网的质量要求高速受流对接触网的要求体现在设计、施工、运营维护方面。大致可分为几何空间要求(限界)、安全要求(绝缘、防雷、接地)、机电性能要求(载流量、稳定性)、动态要求(弓网匹配)、环境要求(电磁兼容、噪声、动物保护)、运营维护要求(维护成本、维护方便)6个方面。(1)对接触网的机械要求。接触网的线索、绞线和其他部件所需的强度是对接触网设备的主要机械要求,在任何条件下,它们所受的力必须在允许范围以内。(2)对接触网的电气要求。衡量电气化铁路性能的一个重要标准就是对接触网系统载流量的限制,与一般电力架空配电线路相比,接触网发生短路的情况较为频繁,其短路载流量也是一个决定因素。在高密度运输系统中,接触网网络电压在任何工作环境下都应保持在额定范围内。为了将相对频繁发生的故障对铁路运行的影响降到最低程度,必须将接触网设备分成独立的供电臂,采取适当保护措施避免人员触电。尽力减小诸如谐波、不对称等对公共电网的不良影响,降低接触网的电压、电流通过电感、电容和电耦合对邻近弱电线路的干扰。在正常运行和故障条件下产生的钢轨对大地的电压不能超过允许范围。(3)对接触网的环境要求。接触网系统必须在一定的环境温度内工作,极端情况下的风荷载不应造成接触网设备本身的损坏。在确定零部件的电气性能指标和预计使用寿命时,还应考虑降水量、侵蚀雾、气体和灰尘等因素。接触网设备中的绝缘材料和其他部件的特性不应因气候变化和日照变化而影响运行。(4)对接触网施工的要求。在接触网安装过程中,必须在较小的误差范围内确定接触线的位置。如果安装在规定的误差内,容易实现理想的弓网接触质量。(5)对接触网在运营维护方面的要求。在规定的工作年限内,接触网设备的安装、运行和维护费用应尽可能低,部件应可靠,基本能达到少维护或免维护。整个系统应使用防腐保护措施以达到较长的使用寿命,零部件应根据需要便于安装和更换。3内的不同速度段,要解决的问题高速电气化铁路不能沿用现有常速下的各种系统。在高速领域内的不同速度段,要解决的问题也不尽相同。高速受流技术是高速电气化铁路关键技术之一,弓网关系强调接触网与受电弓是一个整体,研究弓网关系就是研究两者间的相互作用。3.1电能传输接触面(1)振动系统的关系、滑动接触、电能传输的接触面较小、高速运行下的大电流。(2)弓网关系的几何需求、电气需求、动态需求之间的相互联系。3.2连接网络硬点的损坏3.2.1弓网给接触网造成冲击(1)接触网硬点会造成受电弓离线率增大,加速受电弓的电磨耗,减少受电弓的使用寿命。(2)受电弓高速运行时接触网硬点会对受电弓产生冲击力,冲击力的大小和受电弓的运行速度成正比。当冲击力超过一定数量时会造成受电弓损坏,轻者造成机车故障;重者造成弓网故障而对接触网造成大面积破坏。(3)京秦客运通道运行的Z字头特快列车生活用电将由接触网供电,弓网关系的好坏直接影响列车上各种用电生活设施的稳定。3.2.2降低接触导线使用寿命(1)接触网硬点会造成受电弓离线产生电弧,加速接触导线的电磨耗,降低接触导线使用寿命。(2)列车高速运行时,受电弓在硬点处的冲击力较大,会出现较大电弧烧伤甚至烧断接触线,造成接触网断线、塌网大事故。3.3在接触网硬点的原因分析中3.3.1整体吊弦制作误差通过分析检测车的检测结果,发现有62%的接触网硬点是由接触网导线坡度超过2‰造成的。按《秦沈客运专线电力牵引供电施工暂行规定》和铁道部相关文件要求,200km区段接触网最大坡度不大于1‰,160km区段最大坡度不大于2‰。坡度超过标准的原因主要有以下几个方面:(1)由于整体吊弦制作工艺不过关,整体吊弦制作误差超标,造成相邻吊弦高差过大,使接触线坡度不能满足要求(整体吊弦制作长度误差不超过正负1.5mm)。(2)相邻跨距之间由于接触悬挂金具安装精度低,误差超过规定标准,造成相邻定位点高差过大,坡度不能满足要求。3.3.2德国的中庸两支接触导线的张力不均匀,在始触点处弹性差异大,造成线岔处硬点。3.3.3局部导高下降(1)锚段关节处非工作支抬高过高,造成局部导高变化过大,形成硬点;(2)温差变化大造成腕臂偏移超过规定,使锚段关节尺寸变化,形成硬点。3.3.4锚结线硬点(1)中心锚节处有抬高或比相邻点低,使局部导高超过标准,形成硬点;(2)中心锚结线夹安装偏,形成硬点;(3)导线有硬弯,对受电弓造成冲击,形成硬点;(4)导线接头处接头线夹的偏移和接触悬挂在此重量的变化都会形成硬点,使受电弓受到冲击,影响受电弓的受流质量。3.3.5服务线路质量差的硬点工务线路质量不良会增加机车的抖动,直接影响受电弓的受流质量。3.4影响北京秦线网络合作网络的主要原因，提高接触网络网络合作网络的比例3.4.1客车受电弓受流质量分析通过以上分析,结合京秦线实际情况,认为影响京秦线机车受电弓受流质量主要有以下原因:(1)导线坡度不均匀,坡度超过2‰造成的硬点。(2)两支接触导线的张力不均匀,在始触点处弹性差异大,造成线岔处硬点。3.4.2调整接触悬挂的测量和定位(1)传统测量工具落后,测量精度低,整体吊弦的误差只有正负1.5mm,而两个吊弦间的高差也只有几毫米,所以现在普遍采用的绝缘测杆已不能适用高速区段对接触悬挂的测量。为适应高速区段接触悬挂测量的需要,所属接触网工区应配备接触网光学测量仪或更加先进的测量仪器并将测量精度控制在微米级。(2)根据硬点情况对每个吊弦处进行测量,测量出精确数据后计算整体吊弦长度,为确保加工精度建议整体吊弦由工厂车间加工完成。这样才能保证调整出的接触悬挂符合规定,不出现硬点。(3)京秦线丰润—燕郊段很多补偿装置不是新安装的,甚至侧线还有部分老型号补偿器,应对京秦线所有侧线补偿器进行查验,更换和正线补偿器传动效率相同的补偿器,确保线岔处两支接触导线的张力均匀,消除线岔处硬点。(4)调整锚段关节非工作