高速铁路受电弓/接触网相互作用评价

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当前,中国正在大规模建设高速铁路。由于在高速铁路范围缺乏实际经验,有许多问题需要中国的建设者们分析和解决,弓网关系便是其中之一。高速铁路通过接触网/受电弓系统向电力机车供电,良好的弓网性能是快速、安全、高效实现铁路运营的重要保证之一。本论文主要研究高速铁路弓网相互作用评价。由于目前中国尚缺乏有效评价弓网关系的标准,评价时采用欧洲标准。本文首先阐述了弓网关系存在的几个基本问题;振动耦合、滑动接触及与环境的相互作用;对国内外弓网关系研究方法进行了综述,分析了不同方法的优缺点;在对世界上现行标准系统总结的基础上,选用弓网仿真系统(接触网采用三维有限元模型,受电弓采用质量-阻尼-刚度模型)对弓网动态相互作用进行了仿真研究,并根据欧洲弓网动态相互作用仿真和确认标准EN50318,对仿真系统性能进行了验证。为研究不同受电弓/接触网系统的动态性能,本文根据中国实际情况选取两种简单链型悬挂接触网系统,并选取两种弹性链型悬挂接触网系统作为比较,分别在Ansys中建立模型进行仿真,在对接触网弹性和动态特性进行分析的基础上,考虑受流质量和运行安全性,根据欧洲弓网关系系列标准对仿真结果进行评价。通过比较和评价,得出结论;时速250km/h以下,简单链型悬挂和弹性链型悬挂系统均适合采用,弹性链型悬挂接触网适合更高速度运行,时速300km/h以上,建议采用弹性链型悬挂接触网。在对不同受电弓/接触网系统性能进行比较的基础上,选取三种接触网系统,研究张力、横截面积、跨距、结构高度、弹性吊索、预弛度、吊弦布置、接触线坡度及坡度变化、不平顺等参数对接触网性能的影响,并给出了相关参数的最佳取值范围。本文最后给出了仿真和评价结果,并为中国高速铁路受电弓/接触网系统仿真、检测及评价提出了若干建议。
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