高速电气化铁路弓网关系及评价.ppt

接触线与滑板的匹配 接触线和滑板的使用寿命取决于: 受电弓作用在接触线上的接触压力 制作受电弓和滑板的材料 滑板的数量和制作尺寸 通过接触点的电流 牵引车辆的速度 线路处于隧道或区间的环境系数 受电弓及其与接触网的相互作用(15) 纯铜和铜合金（纯铜、银铜合金、镁铜合金等）已成为接触线的主要材料，这也决定了接触网成本比较高 钢、铜合金、石墨和金属碳已经用作滑板材料 受电弓及其与接触网的相互作用(16) 接触线与滑板的匹配 受电弓及其与接触网的相互作用(17) 接触线与滑板间的载流能力 滑板材料 静止状态下的最大电流* 滑板温度限制 碳 115A 250℃ 碳合金 150A 150℃ 铜-钢 1500A 200℃ 铜合金 1500A 525℃ * 单根接触线 受电弓及其与接触网的相互作用(18) 接触线材料机构强度与温度的关系 电气磨耗 通过滑动接触实现电能传输 实际的表面接触结构 接触线与受电弓滑板的特点 接触线 受电弓滑板 F 机械磨耗 接触线与滑板的磨耗 受电弓及其与接触网的相互作用(19) 评价原则 弓网关系评价参数与评价标准(1) 目标定义 评价因素 安全 电弧 运营可靠 运营寿命 影响 脱弓保护、受电弓无障碍运行 传输需用功率 接触线与滑板最低磨耗 降低功能方面的干扰 材料配置、接触面 接触压力、电流、电弧 接触线相对于受电弓中心线位置 弓网关系评价参数的确定 关键值的计算（如：弹性、波动传播速度） 可操作性强 仅适用于理想化问题 不依赖于所有参数 测量（如：接触压力、火花、抬升） 需要测量设备 测量费用昂贵 对于多种测量系统的测量结果对比较困难 仿真 数学方程复杂 必要的计算机编程 优化具体参数 弓网关系评价参数与评价标准(2) 弓网关系评价参数与评价标准(3) SIEMENS评价参数 弓网接触压力、受电弓弓头垂直加速度、离线率、定位器抬升（车上）等反映弓网关系的参数采用接触式检测，使用的传感器主要为称重传感器和加速度传感器。传感器均安装在一架略微改造的受电弓上 接触线拉出值、接触线高度、接触线厚度（磨耗）等参数采用非接触方式检测 地面测量定位器抬升 弓网关系评价参数与评价标准(4) SIEMENS弓网关系参数评价标准 根据EN50317规定，受流质量由实测的平均接触压力Fm和接触压力标准偏差σ来标定，规则如下： ——最大接触压力峰值≤350 N，最小接触压力0； ——最高速度下的标准接触压力偏差≤0.3Fm； ——修正的平均接触压力Fm减去3σ的差值一定要为正值； ——在不利的空气动力条件下，定位器最大抬升量必须的空间不小于实际抬升量的两倍 弓网关系评价参数与评价标准(5) SIEMENS接触线空间位置参数评价标准 ——接触线拉出值测量范围：±550mm（能调整） ——接触线高度测量范围：4900～6500mm（能调整） ——接触线拉出值测量准确度：15mm ——接触线高度测量准确度：8mm ——接触线厚度测量准确度：0.2mm 弓网关系评价参数与评价标准(6) ALSTOM测量参数与评价标准 ——测量弓网接触压力，评价标准同SIEMENS ——弓网电弧，评价标准为160m一次 日本联合测量参数与评价标准 ——接触线高度：士100mm、拉出值：300mm以内、上抬量：100mm以下、坡度：1‰以下 ——离线率：30％以内（IDRUM）,10%以内（光学式） ——接触线变形：50μst以下 ——接触力：FM－3σ≥0 弓网关系评价案例(1) 案例名称：地铁弓网关系研究 研究原因：弓线磨耗异常 研究内容：确定弓网异常磨耗原因并给出对策 地铁1号线为柔性接触网，正线为链形悬挂、双接触线；车辆段为简单悬挂、单支接触线 地铁2号线洞内为刚性接触网、单接触线，车辆段为简单悬挂、单支接触线 每辆动车为两架受电弓，每架受电弓4个滑条，两弓间无高压母线 接触网电压为DC1.5kV 弓网关系评价案例(2) 受电弓滑板异常磨损 弓网关系评价案例(3) 研究方法 电气需求评价——弓网接触力应满足静态取流要求 动态需求评价——调整受电弓静态抬升力，对动态 接触压力进行测量评价 几何需求评价——测量接触线拉出值并给予评价 弓网关系评价案例(4) 弓网关系评价案例(5) 弓网关系评价案例(6) 电流为150A、接触力为60N 弓网关系评价案例(7) 电流为180A、接触力为60N 弓网关系评价案例(8) 电流为240A、接触力为60N 弓网关系评价案例(9) 电流为220A、接触力为60N 弓