高速鐵路弓網(wǎng)電弧動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、高速鐵路是當(dāng)今世界鐵路發(fā)展的潮流，提升列車(chē)運(yùn)行速度是世界各國(guó)不斷追求的目標(biāo)。我國(guó)通過(guò)引進(jìn)——消化吸收——再創(chuàng)新的發(fā)展模式，極大推動(dòng)了我國(guó)高速列車(chē)技術(shù)的發(fā)展。受電弓/接觸網(wǎng)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)弓網(wǎng)）關(guān)系是高速電氣化鐵路安全運(yùn)行的三大核心關(guān)系之一，弓網(wǎng)系統(tǒng)良好的服役性能是保障高速列車(chē)可靠、安全運(yùn)行的基本條件。隨著高速列車(chē)運(yùn)行速度的提高，受電弓與接觸網(wǎng)之間存在著縱橫向的高速滑動(dòng)和垂向的頻繁跳動(dòng)，使得弓網(wǎng)之間的電接觸狀態(tài)變化更加復(fù)雜。弓網(wǎng)在接觸至分離過(guò)程

2、中，弓網(wǎng)之間的接觸電阻不斷增大，受流質(zhì)量降低。弓網(wǎng)出現(xiàn)分離時(shí)將產(chǎn)生弓網(wǎng)電弧，弓網(wǎng)電弧將燒蝕接觸網(wǎng)導(dǎo)線(xiàn)和受電弓滑板，同時(shí)引起牽引供電電壓和電流波形畸變、降低牽引供電質(zhì)量，威脅高速鐵路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。
　　以高速鐵路弓網(wǎng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程為研究對(duì)象，分析了傳統(tǒng)弓網(wǎng)試驗(yàn)裝置（盤(pán)-銷(xiāo)結(jié)構(gòu)）的不足，基于弓網(wǎng)之間的實(shí)際耦合關(guān)系，研制了“柔性平直線(xiàn)接觸”的弓網(wǎng)電弧發(fā)生裝置和同步電弧信息采集系統(tǒng)。將接觸網(wǎng)導(dǎo)線(xiàn)放置于兩個(gè)圓盤(pán)的安裝槽上，采用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)運(yùn)

3、動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線(xiàn)的縱向運(yùn)動(dòng);采用伺服電機(jī)結(jié)合滾軸絲桿驅(qū)動(dòng)的方式實(shí)現(xiàn)受電弓滑板的垂向振動(dòng)和橫向“Z”形運(yùn)動(dòng)，從而精確控制弓網(wǎng)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)弓網(wǎng)電弧電壓的突變性，采用寬頻帶橋式阻容分壓式電弧電壓采集方法，將采集的電弧電壓信號(hào)經(jīng)隔離放大處理，送入后續(xù)的高速數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以便實(shí)現(xiàn)電弧電壓、電流、電弧形態(tài)等信息的同步采集，從而為研究弓網(wǎng)電接觸特性、弓網(wǎng)電弧影響規(guī)律及其動(dòng)態(tài)特性奠定基礎(chǔ)。
　　研究了弓網(wǎng)系統(tǒng)的接觸形態(tài)，剖析了弓網(wǎng)接觸電

4、阻產(chǎn)生機(jī)理，解析了接觸電阻與接觸形貌和觸點(diǎn)溫升關(guān)系，建立弓網(wǎng)接觸電阻模型并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，探明了弓網(wǎng)滑動(dòng)速度、接觸壓力、弓網(wǎng)受流對(duì)動(dòng)態(tài)接觸電阻的影響規(guī)律。
　　研究了弓網(wǎng)在高速滑動(dòng)、跳動(dòng)過(guò)程中電弧的產(chǎn)生、發(fā)展、熄滅規(guī)律及其機(jī)理。揭示了弓網(wǎng)離線(xiàn)間歇、弓網(wǎng)系統(tǒng)電極材料、牽引電流以及弓網(wǎng)系統(tǒng)的負(fù)載特性對(duì)弓網(wǎng)電弧的影響規(guī)律，為后續(xù)建立弓網(wǎng)電弧時(shí)空分布模型奠定了試驗(yàn)基礎(chǔ)。
　　建立了弓網(wǎng)電弧時(shí)空分布模型，將弓網(wǎng)電弧模型引入到牽引供電系