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高速铁路接触网吊弦断裂电气因素研究

2021-04-10

中国铁道科学 2021年2期

(石家庄铁道大学 机械工程学院,河北 石家庄 050043)

接触网是高速铁路供电系统的重要组成部分,列车运行时弓-网系统具有滑动电接触的特性。为实现列车高速运行,必须使受电弓在沿接触线高速滑行的过程中达到稳定的受流状态,二者之间相互作用的行为特性受到机车运行速度、弓网电流、弓网接触力等多个参数的影响[1-3]。吊弦是接触网中连接接触线与承力索的部件,除起到缓解弓网间运动冲击作用外,还承担着受电弓取流过程中接触网电流再分配的任务。一旦吊弦断裂,将直接导致接触线局部几何参数发生变化,破坏受电弓取流质量,从而影响列车的安全运行。文献[4]指出,武广、京广、京沪等高铁接触网在运行中均有吊弦断裂现象发生。因此,研究吊弦断裂的原因,对改进吊弦的性能、提高吊弦的可靠性、保障高速铁路的正常运营具有重要意义。

国内外学者对吊弦断裂的原因进行多方面的分析研究。Metrikine等[5]采用有限元法建立了弓-网系统数学模型,以移动点载荷形式作为受电弓抬升量输入,对接触网波动特性进行仿真计算,研究发现列车运行速度越高,接触网波动越剧烈,吊弦的拉伸压缩越频繁;Cho[6]建立了高速列车吊弦疲劳预测模型,研究发现接触线预弛度越大,列车运行速度越快,吊弦寿命越短;陈立明[7]利用有限元法,对列车运行时吊弦所受动态力变化特性进行研究,发现吊弦所受动态力波动较大,约为静态力的6倍;……

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