受電弓——接觸網(wǎng)系統(tǒng)電接觸特性研究.pdf

1、弓網(wǎng)系統(tǒng)電接觸是指受電弓的滑板與接觸網(wǎng)的接觸線相互接觸并通過接觸界面實(shí)現(xiàn)電流傳輸?shù)奈锢怼⒒瘜W(xué)現(xiàn)象統(tǒng)稱。弓網(wǎng)系統(tǒng)電接觸包含了靜態(tài)電接觸、滑動電接觸及可分合電接觸等三方面的現(xiàn)象和問題。 本文分別論述了靜態(tài)電接觸、滑動電接觸及可分合電接觸情況下的弓網(wǎng)系統(tǒng)的熱過程；對靜止?fàn)顟B(tài)下受電弓滑板與剛性接觸網(wǎng)的接觸溫升——接觸壓力——取流量關(guān)系進(jìn)行了試驗(yàn)研究；系統(tǒng)介紹了弓網(wǎng)系統(tǒng)接觸電阻、接觸溫升、接觸材料匹配及摩擦磨損方面的有關(guān)理論；詳細(xì)描述了弓

2、網(wǎng)系統(tǒng)電弧的產(chǎn)生原因及其影響；對弓網(wǎng)電接觸的需求及接觸質(zhì)量的優(yōu)劣評價(jià)進(jìn)行了概括。 接觸電阻是弓網(wǎng)電接觸的基本參數(shù)，接觸電阻與弓網(wǎng)材料匹配、弓網(wǎng)接觸壓力、接觸形式、接觸面狀況等因素有關(guān)。不同的滑板和接觸線材料組合，接觸電阻也不相同。 電氣列車靜止不動時(shí)的受電弓滑板的取流量必須保持在允許限度內(nèi)。對靜止?fàn)顟B(tài)下受電弓滑板與剛性接觸網(wǎng)的接觸溫升——接觸壓力——取流量關(guān)系進(jìn)行的試驗(yàn)結(jié)果表明，弓網(wǎng)接觸壓力在60N～120N范圍內(nèi)變化時(shí)

3、，接觸溫升對接觸壓力的變化不敏感，單純增加或減小接觸壓力不能顯著改變弓網(wǎng)系統(tǒng)的靜態(tài)電接觸特性。 弓網(wǎng)系統(tǒng)靜態(tài)接觸壓力取值的決定因素包括電氣列車靜態(tài)取流量、弓網(wǎng)系統(tǒng)燃弧率及接觸線與受電弓滑板的材料匹配。 在電氣列車起動和短路兩種情況下，對弓網(wǎng)系統(tǒng)電流引起的接觸線熱過程的仿真結(jié)果表明，正常起動電流不會影響弓網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，短路電流對弓網(wǎng)接觸點(diǎn)處接觸線的損害往往是致命的。 滑板與接觸線滑動接觸過程中，產(chǎn)生的磨耗可以

4、分為機(jī)械磨耗、化學(xué)磨耗和電氣損耗等3種，機(jī)械磨耗通常又分為粘結(jié)磨耗、硬粒磨耗和疲勞磨耗。 在大多數(shù)情況下，滑板與接觸線脫離接觸時(shí)，斷開的電流大于生弧電流，滑板與接觸線之間的電壓大于生弧電壓，弓網(wǎng)系統(tǒng)的電弧現(xiàn)象不可避免。電弧能維持滑板與接觸線之間的電氣聯(lián)系，保證電氣列車取流的持續(xù)性，這種特性對移動接觸能量的傳輸至關(guān)重要。 弓網(wǎng)系統(tǒng)電火花和電弧現(xiàn)象的產(chǎn)生原因有多種，不同情況下的電弧對弓網(wǎng)系統(tǒng)材料的影響也不相同。依據(jù)熱傳導(dǎo)理論

5、建立弓網(wǎng)系統(tǒng)電弧燒蝕模型，將接觸線被電弧侵蝕的熱過程計(jì)算歸結(jié)為具有第二類邊界條件的常熱流快速加熱半無限大物體的強(qiáng)瞬態(tài)熱傳導(dǎo)問題的求解，并分別在靜止電弧和運(yùn)動電弧兩種熱流輸入情況下，對接觸線的熱過程進(jìn)行的仿真結(jié)果表明，靜止電弧和運(yùn)動電弧對接觸線的電氣侵蝕程度不同，靜止電弧在極短的時(shí)間內(nèi)就能引起接觸線表面熔化，不同速度的運(yùn)動電弧對接觸線表面的侵蝕程度不同，電氣列車運(yùn)行速度越高，電弧對接觸線表面的侵蝕程度越輕微。 常采用測量與接觸電阻