高速接觸網(wǎng)的控制參數(shù)

10一、高速接觸網(wǎng)的掌握參數(shù)1、波動(dòng)傳播速度：受電弓抬升引起接觸懸掛的振動(dòng)，該點(diǎn)振動(dòng)波會(huì)沿接觸懸掛傳播，傳播的速度稱為波動(dòng)傳播速度。弓兩側(cè)〔前后〕抬升量是對(duì)稱的。如行車速度提高，受電弓兩側(cè)導(dǎo)線發(fā)生共振，同時(shí)抬高值遠(yuǎn)大于計(jì)算值。其震驚在導(dǎo)線的吊弦、線岔、射系數(shù)ν柔性的概念計(jì)算波動(dòng)傳播速度C，有足夠的準(zhǔn)確性，依據(jù)國(guó)外大量P速度按下式計(jì)算：TmTm式中：ΣT——接觸懸掛承力索〔關(guān)心承力索〕和接觸導(dǎo)線的張力之和〔N〕Σm——接觸懸掛承力索〔關(guān)心承力索〕和接觸導(dǎo)線的線密度之和〔kg/m〕C——接觸網(wǎng)的波動(dòng)傳播速度〔km/h〕接觸線的波動(dòng)傳播速度：TjmC 3Tjmj式中：Tj——接觸線的張力〔N〕m——接觸線的密度〔kg/m〕圖中(a)把三條曲線繪在一起，為便于比較，圖(b)、(c)、(d)三條曲線說明三種運(yùn)行狀態(tài)：圖(b)表示在行車速度＜＜CP的作用點(diǎn)前后沒pP有肯定程度的衰減，對(duì)接觸線和受電弓沒有影響。圖(c)表示在行車速度＜CC，其振動(dòng)波的波形在p p力P作用點(diǎn)右方有明顯的轉(zhuǎn)變〔衰減流均產(chǎn)生肯定的影響。圖(d)C，即振動(dòng)波和受電弓以一樣的速度運(yùn)p行和傳播，這時(shí)，接觸線在力P的作用點(diǎn)處產(chǎn)生嚴(yán)峻的變形，在力P的右方，接觸線幾乎變成一條直線，其左方產(chǎn)生嚴(yán)峻變形，這時(shí)接觸線的應(yīng)力和受流均極為不利。CpV≈Cp條件，一般用下式表示：VKCP式中：——行車最高速度〔即實(shí)際行車速度km/〕C——波動(dòng)傳播速度〔km/h〕PK——系數(shù)K≈〕長(zhǎng)度質(zhì)量就必需加大導(dǎo)線截面積〔同材質(zhì)，導(dǎo)線截面積增大會(huì)增大懸掛支持構(gòu)造，目前世界興旺國(guó)家承受的導(dǎo)線截面積為120mm2〔只有我國(guó)的大秦線承受150m2導(dǎo)線均承受強(qiáng)度高、導(dǎo)流性較好的鎂銅和錫銅導(dǎo)線，截面積為120mm2。1-2接觸線抬升量與β值的關(guān)系從接觸線抬升量與K值計(jì)算機(jī)模擬關(guān)系圖〔1-2〕可以看出：KK1時(shí)，抬升力更大，K＝12.4倍，且力作用點(diǎn)前方接觸線彎曲變形加劇，對(duì)受流產(chǎn)生嚴(yán)峻不利。且由于抬升量大，在定位器等金具連接處，導(dǎo)線會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)峻的塑性變形。因之，在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員首先要依據(jù)行車最高速度設(shè)計(jì)接觸線的波動(dòng)傳播速度。世界各國(guó)均以最高行車速度不應(yīng)大于波動(dòng)傳播速度的0.7倍為標(biāo)1.4～1.5200km/h420km/h，只是波動(dòng)0.476倍，300km/h489km/h，只0.613200km/h區(qū)段一樣。2、反射系數(shù)T T mCT mCCT mCjj＝式中：T——承力索的張力〔kgf〕CT——接觸線的張力〔kgf〕jm——承力索單位長(zhǎng)度的質(zhì)量〔kg/m〕cm——接觸線單位長(zhǎng)度的質(zhì)量〔kg/m〕j3、多普勒因系數(shù)a速度與運(yùn)行速度有關(guān)的系數(shù)?？捎孟率奖硎荆篊 Va pC Vp式中：a——多普勒因系數(shù)C——波動(dòng)傳播速度〔km/h〕PV——列車運(yùn)行速度〔km/h〕4、增加系數(shù)〔增加因數(shù)〕〔以波動(dòng)形式表現(xiàn)〕這種激發(fā)接觸線的振動(dòng)波在傳播和反射時(shí)會(huì)增加其振幅，振幅的增加度用增加系數(shù)表示：r＝a式中：——增加系數(shù)r——反射系數(shù)a——多普勒因系數(shù)增加系數(shù)、反射系數(shù)及多普勒因系數(shù)，影響較大的為增加系數(shù)，減小增加系數(shù)可改善弓網(wǎng)受流質(zhì)量。減小增加系數(shù)必需減小反射系受流質(zhì)量。增加系數(shù)和反射系數(shù)都是由懸掛自身的內(nèi)在及外在因素所打算的，如構(gòu)造的全都、彈性的均勻度均可影響振動(dòng)波的進(jìn)展，接觸線生產(chǎn)工藝，平直度及線索的質(zhì)量、張力的全都和承力索、接觸線及吊弦原理早已被著名的馬休理論方程及運(yùn)營(yíng)試驗(yàn)所證明。1，受電弓的離線率明顯增大，因之，提高接觸線的波動(dòng)傳播速率是減小離線率的唯一途徑。5、導(dǎo)線應(yīng)力裂。接觸線是一個(gè)兩端加有張力的梁，也就是說是一種柔索，自身有肯定的彈性，但在受電弓抬升力的作用下，會(huì)發(fā)生變形，因之，接觸線在力的作用下發(fā)生變化，應(yīng)力的方程式如下：EIT1V2EIT1V2C p2Z式中：Z——為梁的抗彎截面模量P——受電弓的抬升量EI——導(dǎo)線剛度T——導(dǎo)線張力V——行車速度C——波動(dòng)傳播速度P從上式不難看出，抬升力P越大，行車速度越高，則應(yīng)力越大；而接觸線張力較大時(shí)，應(yīng)力變小，接觸線的剛度大時(shí)，應(yīng)力變大，抗2彎截面模量變大時(shí)，應(yīng)力變小。從式中的V 可知，當(dāng)C

趨近于PPC C p11V2C p

趨近于無窮大，即從理論上講應(yīng)力和抬升量也趨于V≈CP觸線加大工作疲乏，其使用壽命縮短。因之，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)展優(yōu)化。接觸網(wǎng)是唯一無備用的供電設(shè)施，應(yīng)使其使用應(yīng)力低于許用應(yīng)力，即安全系數(shù)要大，方可保證較長(zhǎng)的使用壽命。接觸網(wǎng)與受電弓組對(duì)安全運(yùn)營(yíng)和削減維護(hù)工作量及延長(zhǎng)使用壽命具有格外重要的意義。6、鏈形懸掛的固有頻率鏈形懸掛，存在著對(duì)稱和反對(duì)稱振動(dòng)方式，振動(dòng)波幅位于對(duì)稱軸上；懸掛，其對(duì)稱軸落在支撐點(diǎn)上。振動(dòng)理解為靜止的波，由此計(jì)算出其頻率為：CT Tjm T Tjm mjcc1 2l 2lC——為鏈形懸掛振動(dòng)的平均傳播速度。T T Tjm mjcc C f 2 2l＋l1

2ll1第一次諧波振動(dòng)的頻率是基波振動(dòng)的兩倍。Re250型，l＝65、l＝10f1f2分別為1.02Hz、0.96Hz。圖1-3〔〕其頻率都在12Hz范圍以內(nèi)，對(duì)于超過12Hzb〕圖為12Hz以外仍有較強(qiáng)的頻率消滅，所以從固有頻率狀態(tài)看，有無彈吊是有差異的。1-3接觸懸掛的固有頻率狀態(tài)曲線德國(guó)Re1-1：懸技掛懸技掛術(shù)類Re160Re250Re330參型數(shù)接觸線材質(zhì)Ri100Ris120Rim120張力(KN)101527承力索材質(zhì)張力(KN)BZⅡ5010BZⅡ7015BZⅡ12021波動(dòng)傳播速度(km/h)382427572不均勻度(%)20108反射系數(shù)0.4130.4250.465多普勒因系數(shù)0.41(160km/h)0.26(250km/h)0.27(330km/h)增加系數(shù)1.011.631.72固有頻率(Hz)0.74/0.761.96/1.021.06/1.15二、高速弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性不出來的。高速所表現(xiàn)出來的特性緣由諸多，除外界因素外，主要是fc——為空氣動(dòng)力系數(shù)，v——為行車速度〕1、弓網(wǎng)接觸壓力的動(dòng)態(tài)特性2、A弓網(wǎng)的相互作用3抬升量取于接觸懸掛本身的彈性和受電弓的上抬力，也取決于接觸懸掛的構(gòu)造類型和受電弓在跨內(nèi)的位置。在高速運(yùn)行下，由于空氣動(dòng)力作用，受電弓的高度變化〔指每一跨內(nèi)〕劇增，受接觸壓力是由靜態(tài)壓力和動(dòng)態(tài)壓力合成的，而且接觸力是變化〔負(fù)數(shù)〕b高速運(yùn)行時(shí)弓網(wǎng)接觸力隨速度的提高而變化〔增大〕p及慣性力p是接觸壓力的主要量良好。2、動(dòng)態(tài)特性的應(yīng)力特性200km/h200km/h本接觸線計(jì)算出的應(yīng)力與速度特性曲線圖〔2-1〕不難看出，行車速度小于200km/h時(shí)，接觸線應(yīng)力緩慢增長(zhǎng)，而當(dāng)行車速度大于200km/h時(shí)，應(yīng)力增長(zhǎng)呈平方關(guān)系。這就是接觸線應(yīng)力的動(dòng)態(tài)特性。爭(zhēng)論和運(yùn)營(yíng)實(shí)踐證明應(yīng)力過大會(huì)減小接觸線的使用壽命。2-1接觸線應(yīng)力與速度關(guān)系曲線3、動(dòng)態(tài)抬升特性在低速運(yùn)行時(shí)，接觸線的抬升值由受電弓抬升力的平均值打算，可以視為靜態(tài)抬升量，實(shí)際上，低速行駛?cè)杂袆?dòng)態(tài)抬升，只不過其值小于靜態(tài)抬升。隨著運(yùn)行速度的提高，除靜態(tài)抬升外，其動(dòng)態(tài)抬升明顯增加，固然，動(dòng)態(tài)抬升與接觸懸掛的動(dòng)態(tài)特性有關(guān)。如圖2-2所示為動(dòng)態(tài)抬升與靜態(tài)抬升變化及速度的關(guān)系。不難看出，速度在200km/h及其以下，靜態(tài)抬升值明顯大于實(shí)測(cè)動(dòng)態(tài)抬升值，而在速度為230km/h時(shí)，測(cè)試的動(dòng)態(tài)抬升值超過Re200的計(jì)算值。說明高速時(shí)的動(dòng)態(tài)抬升很明顯大于靜態(tài)，這就是弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性。2-2抬升量的靜態(tài)計(jì)算值和動(dòng)態(tài)測(cè)試值的比較為310km/h時(shí)，在懸掛處測(cè)量的接觸線抬升值最大為105mm，抬升隨行車速度非線性的增加，如圖2-3所示〔見曲線①明顯增大。2-3高速運(yùn)行時(shí)的動(dòng)態(tài)抬升量法國(guó)國(guó)鐵在1981年使用截面積為150mm2的簡(jiǎn)潔鏈形懸掛，接觸線的張力為20KN〔應(yīng)力為133N/mm2〕計(jì)算出的波動(dòng)傳播速度為440km/h400km/h時(shí)，接觸線的抬升值在德國(guó)可到達(dá)300m〔見曲線②Re250為426km/h，比法國(guó)低，所以動(dòng)態(tài)效應(yīng)的作用更為猛烈，Re250型的抬升值在速度400km/h時(shí)，明顯大于300m〔見曲線③。圖示證明行車速度與抬升值的動(dòng)態(tài)特性，在速度到達(dá)300km/h時(shí)，抬升值具有非線性快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。4、動(dòng)態(tài)特性的分析參數(shù)，如行車速度到達(dá)波動(dòng)傳播速度時(shí)，多普勒因系數(shù)為零。反射系數(shù)只是證明鏈形懸掛的動(dòng)態(tài)性能，其值取決于接觸懸掛的各項(xiàng)參數(shù)，與速度無關(guān)。增加系數(shù)是與運(yùn)行速度有關(guān)的參數(shù)。就越小，/a值越大，說明含反射波的多普勒效應(yīng)就越強(qiáng)，弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)V/C的比值才是提高弓網(wǎng)P相互穩(wěn)定和牢靠的主要途徑。2-4所示，實(shí)線是多普勒因系數(shù)與運(yùn)行速度的關(guān)系曲線a＝f(v)，說明當(dāng)行車速度越接近波動(dòng)的傳播速度時(shí)，多普勒因系數(shù)就越1〔見＝f2(v)。不難看出，當(dāng)運(yùn)行速度越接近波動(dòng)傳播速度時(shí)，增加系數(shù)就越大。增加系數(shù)產(chǎn)生較大的抬升量，該抬升量與運(yùn)行速度并不成線性關(guān)系。2-1列出幾種接0.0737.2，法國(guó)國(guó)鐵試驗(yàn)鏈形懸掛的車輛的允許速度已到達(dá)極限值。高速接觸懸掛的動(dòng)態(tài)參數(shù)懸懸掛形式德國(guó)鐵路法國(guó)鐵路多普勒因系數(shù)增加系數(shù)接觸線型號(hào)Re250CuAgRi120Re330CuMgRi120(彈鏈)CuRi150大西洋(簡(jiǎn)鏈)CuCdRi150張力21272033承力索型號(hào)BzⅡ70BzⅡ120BzⅡ65BzⅡ70張力15211415波動(dòng)傳播速度(km/h)504572440560反射系數(shù)0.3920.4690.3630.314跨中心彈性(mm/N)0.440.390.530.33最大行車速度(km/h)407—380515在250km/h時(shí)0.3370.3920.2750.383在450km/h時(shí)0.0570.12—0.109最大速度時(shí)0.106—0.0730.042在250km/h時(shí)1.21.21.30.8在在450km/h時(shí)6.93.9—2.9最大速度時(shí)3.7—7.27.5提高接觸線張力不能靠增大截面積來解決，而是承受強(qiáng)度高的材質(zhì)，應(yīng)力，來滿足多普勒因系數(shù)的要求。三、高速受流的質(zhì)量指標(biāo)受電弓的靜態(tài)抬升力和空氣動(dòng)力及垂直方向的質(zhì)量慣性力等因素決定的。接觸力大，會(huì)加劇導(dǎo)線磨耗。接觸力小，會(huì)發(fā)生離線，產(chǎn)生電弧，腐蝕導(dǎo)線。實(shí)際上，動(dòng)態(tài)受流質(zhì)量受很多因素的影響，如接觸懸掛的彈性、接觸線坡度、懸掛類型、接觸線材質(zhì)、受電弓穩(wěn)定的抬升力、抬升量、滑板材質(zhì)、歸算質(zhì)量及列車行車速度、加速度、車輛類型和線路條件等諸多因素。受到外力時(shí)會(huì)產(chǎn)生周期性或非周期性振動(dòng)〔橫縱均有，這種與固有低，則動(dòng)態(tài)受流質(zhì)量越好。因之，接觸懸掛與受電弓在性能上良好的弓，方可使受流質(zhì)量良好。受流。但高速時(shí)，受電弓的垂直振動(dòng)加劇，導(dǎo)線抬升量加大，受電弓免在機(jī)械性能上產(chǎn)生脫開的現(xiàn)象，這就會(huì)使動(dòng)態(tài)受流惡化。劣及其性能的評(píng)價(jià)，世界興旺國(guó)家從以下幾方面評(píng)述。1、接觸懸掛的彈性及彈性系數(shù)作用下，每單位垂直力使接觸線的上升值。接觸懸掛的彈性，是受流質(zhì)量良好的重要因素。好壞的標(biāo)準(zhǔn)有兩大類，一是彈性大小，取決于承、導(dǎo)的張力值，二是彈性均勻程度，取決于懸掛的構(gòu)造、類型和接及檢測(cè)車測(cè)量三種方法。①靜態(tài)彈性靜態(tài)彈性：在接觸網(wǎng)靜態(tài)，式用檢測(cè)車低速，對(duì)接觸線由下向上施加垂直力，接觸線的抬高值和垂直力之比為靜態(tài)彈性。fE＝pE——靜態(tài)彈性〔mm/N〕f——接觸線抬量〔mm〕p——垂直上抬力〔N〕

〔1〕測(cè)抬升量，再計(jì)算靜態(tài)彈性具體方法：在作業(yè)車上先找基準(zhǔn)點(diǎn)，測(cè)量70N～100N的垂直力〔用彈簧秤〕測(cè)導(dǎo)線抬高量，用抬高值減去靜止值，就是抬高量值。秤、千分尺，測(cè)量懸掛點(diǎn)、吊弦點(diǎn)及跨中。在垂直方向承受彈簧秤拉10mm算公式：h(x)e(x)p0h(x)——任何一點(diǎn)的上抬量〔mm〕P——任何一點(diǎn)的上抬力〔N〕0

〔2〕設(shè)計(jì)承受機(jī)械性能計(jì)算法，先算出抬量，再計(jì)算靜態(tài)彈性。日本計(jì)算公式簡(jiǎn)潔鏈形懸掛在跨中接觸線的抬升量lph＝

1000 〔3〕4(T T)c j復(fù)鏈形懸掛跨中接觸線的抬升量h＝ lp0 1000 〔4〕4(T T T)c f jh——抬升量〔mm〕l——跨距〔m〕T——承力索水平張力〔kgf〕cT——接觸線水平張力〔kgf〕jT——關(guān)心承力索水平張力〔kgf〕fP——受電弓的抬升力〔kgf〕0簡(jiǎn)潔鏈形懸掛懸掛點(diǎn)接觸線的抬升量p2h

1

〔5〕8g T Tj c j式中：g——接觸線的單位重量〔kg/m〕j單體模型推導(dǎo)出支持點(diǎn)正下方靜抬升量的簡(jiǎn)單式：T1 cp h 0T

T j 1000T

〔6〕j 2(12n c)Tj式中：n——跨內(nèi)吊弦的數(shù)量該公式與實(shí)測(cè)結(jié)果全都〔秦沈驗(yàn)證。復(fù)鏈形懸掛懸掛點(diǎn)接觸線的抬升量p2 1 1h 0 ( 8g T Tj c

1)Tj

1000

〔7〕注：承力索的抬升量用(3)式。如在是懸掛點(diǎn)增加彈性吊索〔即承受彈性鏈形懸掛，其彈性可有較80％左右。德國(guó)彈性鏈形懸掛跨中彈性的計(jì)算閱歷公式：E l 1000 〔8〕3.5(T T)c j德國(guó)簡(jiǎn)潔鏈形懸掛跨中彈性的計(jì)算閱歷公式：E l 1000 〔9〕4(T T)c j圖3-1 Re懸掛類型系列的幾種彈性曲線可以看出，懸掛點(diǎn)彈性與跨中彈性差很大，Re100型、Re16030％、50Re200型、Re25080％、90％，Re33095％。由此可見，速度越高，對(duì)彈性的要求越嚴(yán)。各國(guó)對(duì)彈性的規(guī)定3-1國(guó)家及線別西洋法國(guó)線德國(guó)Re250型德國(guó)Re330型干線行車速度〔km/h〕300(515)270250330220~240200200跨中0.4850.570.60.520.350.550.55整體彈性mm/N點(diǎn)受拉受壓0.2020.2150.480.410.50.440.190.30.33注：1〔515〕是法國(guó)試驗(yàn)最高速度。2、京滬值是計(jì)算值。各國(guó)均以一跨的彈性非均勻度來表示接觸懸掛的彈性性能。接觸網(wǎng)各點(diǎn)〔懸掛點(diǎn)、吊弦點(diǎn)、跨中等〕由于構(gòu)造不同〔即各點(diǎn)的質(zhì)量不同〕彈性是不均勻的。用表示不均勻度，世界各國(guó)均以懸掛點(diǎn)與跨中彈性作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，跨彈性好，即最大，懸掛點(diǎn)差，即最小。定義：最大彈性與最小彈性差比它們的和乘％為彈性不均勻度。如下式表示。E E

〔10〕＝maxEmax

E

100％式中：E ——最大靜態(tài)彈性〔一般在跨中〔mm/〕maxE ——最小靜態(tài)彈性〔一般在懸掛點(diǎn)〔mm/〕min ——彈性不均勻度〔％〕從上式不難看出：越小，彈性不均勻度越小，越有利于改善弓國(guó)對(duì)不同速度，不同形式的是懸掛方式，要求的彈性不均勻度如表3-2、3-3所示。各國(guó)各線彈性不均勻度表國(guó)家及線別西洋國(guó)家及線別西洋法國(guó)東南德國(guó)Re250德國(guó)Re330干線中國(guó)秦沈中國(guó)京滬線型型不均勻度〔％〕41.220108302824行車速度〔km/h〕300(515)270250330220~240200200德國(guó)DINEN5019中對(duì)接觸懸掛彈性的規(guī)定3-3電壓制式電壓制式(km/h)(%)(mm/N)(mm/N)溝通≤200300.71.12溝通＞200200.550.65彈性：E＝Emax 2E——平均彈性

〔11〕實(shí)踐證明平均彈性越小，弓網(wǎng)受流狀態(tài)穩(wěn)定，質(zhì)量良好。降低定位點(diǎn)與跨中的彈性差，是為了減小定位器抬高量，保證行車安全。隨著行車速度的提高，對(duì)靜態(tài)彈性值要求越小，但減小的因素很多，主多因素。2、弓網(wǎng)接觸壓力①弓網(wǎng)間的相互作用配，即二者良好的相互協(xié)作，也是同等重要的〔有人用夫妻和諧相處來恰當(dāng)?shù)谋确焦W(wǎng)之間的匹配，接觸線與受電弓之間的牢靠接觸，觸線上升，其上升值取決于接觸懸掛的彈性和受電弓給它的上抬力，還取決于接觸懸掛的構(gòu)造及受電弓在跨內(nèi)的位置。〔如定位器、中錨和電連接線夾、線岔、分段分相及關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換處等，對(duì)弓網(wǎng)接觸壓力的變化有很在接觸線高度發(fā)生變化處〔如隧道低凈空橋等，受電弓通過時(shí)，由于慣性的影響，弓網(wǎng)之間接觸狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，因?qū)Ь€高度變化大，使接觸壓力增加或離線，影響正常的受流，這是高速所不允許的。的主要問題。同時(shí)，也是評(píng)價(jià)弓網(wǎng)受流質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。②弓網(wǎng)接觸壓力a、靜態(tài)接觸壓力弓網(wǎng)間接觸壓力與接觸線的高度變化、懸掛特性、線路狀態(tài)、行受電弓的靜態(tài)壓力。靜態(tài)壓力掌握著受電弓和接觸網(wǎng)之間的相互作可分的。靜態(tài)壓力是當(dāng)受電弓向上運(yùn)動(dòng)時(shí)由滑板對(duì)接觸線施加的力，使上下運(yùn)動(dòng)之間的接觸壓力有差異的。15KV、25KV60～90N3KV100～120N1.5KV70～110N3-2DBS54受電弓的靜態(tài)接觸壓力值圖3-2與工作高度相關(guān)的DBS54型受電弓的靜態(tài)接觸壓力b、空氣動(dòng)力接觸壓力靜態(tài)接觸壓力和由運(yùn)行速度產(chǎn)生并取決于空氣動(dòng)力有效分力之合為空氣動(dòng)力接觸壓力。該力垂直向上，在受電弓弓頭保持靜止，且不與接觸網(wǎng)接觸時(shí)可以測(cè)得。在高速范圍內(nèi)，相對(duì)速度來講，空氣動(dòng)后弓，因之，高速運(yùn)行時(shí)一般用后弓〔這是對(duì)動(dòng)車組而言。3-3為德國(guó)DSA350S型受電弓因風(fēng)速而產(chǎn)生的空氣動(dòng)力阻力之和。單臂受電弓的空氣動(dòng)力接觸壓力和阻力取決于鉸鏈接合是引前還是拖拽，這種受電弓可掌握阻力和空氣動(dòng)力接觸壓力靜態(tài)接觸壓力靜態(tài)接觸壓力網(wǎng)上的力＋空氣動(dòng)力分力＝

用以及牽引裝置頭部的外形空氣動(dòng)力接觸壓力空氣動(dòng)力接觸壓力空氣動(dòng)力分力由弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性軌道和牽引裝置運(yùn)行空氣動(dòng)力分力由弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性軌道和牽引裝置運(yùn)行所引起的分力動(dòng)態(tài)接觸壓力＝接觸動(dòng)態(tài)接觸壓力＝接觸FK3-3接觸壓力的分力c、動(dòng)態(tài)接觸壓力動(dòng)態(tài)接觸壓力是由空氣動(dòng)力接觸壓力和因弓網(wǎng)之間的相互作用的動(dòng)態(tài)特性及其數(shù)量和間隔〔雙弓及以上，還取決于牽引車輛的運(yùn)〔如分段、中錨、電連接線夾、線岔及關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)換處〕動(dòng)態(tài)接觸力會(huì)峰值，這是由于接觸懸掛本身的構(gòu)造所致。因之，在設(shè)計(jì)、施工中盡可能使接觸壓力減小到規(guī)定值范圍以內(nèi)，從而以滿足高速受流的要求。行質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。〔見圖3-4而過小會(huì)產(chǎn)生離線、拉弧、電腐蝕導(dǎo)線，使使用壽命削減。接觸壓力觸壓力是按高斯定律分布的，其標(biāo)準(zhǔn)偏差值是在平均值上下波動(dòng)的。檢測(cè)車對(duì)采樣區(qū)段接觸壓力平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、最大、最小接觸壓力等參數(shù)進(jìn)展計(jì)算。F＝1ni1

nFi接觸壓力的標(biāo)準(zhǔn)偏差： f

1nn1nn(F F)2i

〔12〕FF

F3fF3f之增大。IEC規(guī)定，接觸壓力最大值在速度為100km/h時(shí)，為靜態(tài)壓1.5140km/h2200km/h時(shí)，為靜態(tài)壓力的3倍。因之，在高速運(yùn)行狀況下，接觸力的最大值是評(píng)價(jià)受流質(zhì)量的重要指標(biāo)。依據(jù)EN50119規(guī)定接觸壓力如下表所示3-4速度(km/h)接觸壓力如下表所示最小 最大AC≤200正數(shù) 300AC＞200正數(shù) 350DC≤200正數(shù) 300DC＞200正數(shù) 4003-4接觸壓力與運(yùn)行速度的關(guān)系曲線EN50119200km/h以上250N。但實(shí)踐證明在有集中應(yīng)力處的接350N400N。但下限應(yīng)大于零。SBS65受電弓對(duì)Re160、Re200、Re250的接觸壓力值〔動(dòng)態(tài)壓力〕3-5所示：接觸網(wǎng)類型速度動(dòng)態(tài)接觸壓力Re160 Re200160km/h 200km/h3-5Re250250km/h平均F90 100130最大值F3f140165200最小值F3403560f3、受電弓最大振幅及受電弓的歸算質(zhì)量f①受電弓的最大振幅振幅。高速運(yùn)行的受電弓應(yīng)平穩(wěn)，即受電弓最大、最小振幅差不應(yīng)過大。一般要求：2AH

Hmin

〔13〕式中：H

分別為受電弓在高速運(yùn)行時(shí)，受電弓滑板面距max min軌面高度的最大和最小值，一般A150mm。②受電弓的歸算質(zhì)量TSG型受電弓的歸13

型受電弓為鋁合金框架，歸算質(zhì)量為30kg，國(guó)8～25kg〔沈陽局檢測(cè)車350〔350km/h機(jī)車用的受電弓其追隨性很好，因之，檢測(cè)缺陷很少，也就是說它彌補(bǔ)了接觸網(wǎng)的局部缺乏，這也證明白弓網(wǎng)應(yīng)匹配的重要性〕4、離線率及持續(xù)時(shí)間〔依據(jù)興旺國(guó)家閱歷，電腐蝕對(duì)導(dǎo)線的損害要比磨耗還要大。因之，離線也的離線次數(shù)、一次離線的時(shí)間及離線率三個(gè)方指標(biāo)來衡量。數(shù)越多，受流質(zhì)量越差，尤其是在高速運(yùn)行下尤為明顯。離線時(shí)間是說明每一次機(jī)械脫離的持續(xù)時(shí)間，一般離線時(shí)間在0.1～60ms為小離線，60～100ms100ms為大離線。〔如波浪彎〕及因工藝不當(dāng)或人工踩踏等諸因素造成的。一般離線的綜合指標(biāo)，用下式表示：StT

100% 〔14〕式中：S——離線率∑t——運(yùn)行時(shí)間內(nèi)各離線時(shí)間總和〔s〕T——運(yùn)行時(shí)間〔s〕3-6接觸網(wǎng)類型Re200Re250電弧持續(xù)時(shí)間(ms)5-1010-15155-1010-1515SBS6545117510各國(guó)離線率標(biāo)準(zhǔn)不同，一般取3-6接觸網(wǎng)類型Re200Re250電弧持續(xù)時(shí)間(ms)5-1010-15155-1010-1515SBS6545117510離線離線SBS805410121412次數(shù)SBS7930318105〔200km/h動(dòng)車組拉通試驗(yàn)檢測(cè)的結(jié)果5％以內(nèi)，但個(gè)別處全部比較大的離線，因整治以減小〕5、接觸線的平均抬升和最大抬升值接觸線在靜態(tài)〔低速〕狀態(tài)下，由于受電弓抬升力的作用所產(chǎn)生的抬升值變化不大，可視為靜抬升值。但在高速運(yùn)行時(shí)，受電弓會(huì)產(chǎn)振動(dòng)抬升值大于靜態(tài)值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生離線，因之，在高速下應(yīng)限制動(dòng)態(tài)抬升值，一般掌握在10150mm〔限制動(dòng)態(tài)抬升值，一德國(guó)高速120mm200mm400mm〔試驗(yàn)抬升。這也是德國(guó)承受限位器，而法國(guó)承受非限位器的主要緣由。6、接觸線的坡度高度過渡到另一個(gè)高度時(shí)，會(huì)有一個(gè)過渡區(qū)，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，接觸線要完成由高到低，或由低到高的變化，這個(gè)變化稱為接觸線的坡度，〔即過大，會(huì)產(chǎn)生接觸壓力增大或減小，也就是說會(huì)加大接觸線磨與跨距值的千分比，以下式表達(dá)：iHAHB1000‰ 〔15〕l式中：i——坡度〔100％〕H——A懸掛點(diǎn)導(dǎo)線距軌道的距離〔m〕AH——B懸掛點(diǎn)導(dǎo)線距軌道的距離〔m〕Bl——跨距〔m〕160km/h2‰；確有困難時(shí)，不宜大于4‰。行車速度為200km/h路段，其坡度應(yīng)不大于21‰。速度為250km/h路段，其坡度不應(yīng)大于1‰。DS997.01《接觸網(wǎng)設(shè)施的設(shè)計(jì)、施工和修理》對(duì)導(dǎo)線坡度的規(guī)定：行車速度≤100km/h導(dǎo)線允許坡度為5‰〔1：200〕行車速度≤120km/h導(dǎo)線允許坡度為4‰〔1：250〕行車速度≤160km/h導(dǎo)線允許坡度為3.3‰〔1：300〕行車速度≤200km/h導(dǎo)線允許坡度為2‰〔1：500〕行車速度≤250km/h導(dǎo)線允許坡度為1‰〔1：1000〕300km/h一般不允許有坡度。四、接觸網(wǎng)檢測(cè)1、概述接觸網(wǎng)是唯一沒有備用的供電設(shè)施它的任務(wù)是牢靠的不連續(xù)的向機(jī)車供給電能而具體完成是由接觸網(wǎng)和受電弓共同組成的電能傳〔受流系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的由于受流是在二者相互移動(dòng)接觸中完成的，該過程是一個(gè)簡(jiǎn)單的機(jī)械電氣過程因之接觸網(wǎng)和受電弓本身都要滿足運(yùn)動(dòng)中受流的要求以保證弓網(wǎng)良好的接觸和牢靠的受流一般在低速運(yùn)行條件下，可保證弓網(wǎng)正常的受流，擔(dān)當(dāng)速度超過160km/h及以上時(shí)由于接觸懸掛沿跨距的彈性不均勻和受電弓的慣性力的影響，使受電弓產(chǎn)生振動(dòng)，引起弓網(wǎng)之間接觸壓力的變化，尤其是高速運(yùn)行下更為加劇為確保安全牢靠的向受電弓供給電能世界各國(guó)在接觸網(wǎng)建成后均有具體檢測(cè)手段和具體的措施我國(guó)施工標(biāo)準(zhǔn)要求速度小于等于160km/h 的接觸網(wǎng)建成后應(yīng)進(jìn)展冷滑和熱滑試驗(yàn)，200km/h及以上應(yīng)進(jìn)展動(dòng)態(tài)檢測(cè)，以檢測(cè)結(jié)果來評(píng)價(jià)，也是評(píng)價(jià)接觸懸掛和受電弓的性能，以保證安全運(yùn)營(yíng)的重要手段。受流性能優(yōu)劣。①接觸線高度〔包括接觸線的高度變化曲線；②在運(yùn)行中接觸懸掛的彈性性能及受電弓的實(shí)際運(yùn)行軌跡；③弓網(wǎng)間的靜、動(dòng)態(tài)接觸壓力；④弓網(wǎng)振動(dòng)的最大振幅；⑤受電弓在高速運(yùn)行中鉛垂方向的硬點(diǎn)和水平方向的沖擊值；⑥離線率；⑦拉出值；⑧接觸線的磨耗〔運(yùn)營(yíng)檢測(cè)工程；⑨接觸網(wǎng)首末端電壓；⑩硬點(diǎn)〔特別地段如關(guān)節(jié)、線夾及關(guān)節(jié)處〕和錄像找出需整治的缺陷交施工單位限期抑制后，再進(jìn)展檢測(cè)驗(yàn)證。滿足為止，看來我國(guó)的高速接觸確定要借鑒。2、主要檢測(cè)主要工程及原理①接觸線拉出值的檢測(cè)拉出值。接觸線拉出值檢測(cè)方法是在模擬受電弓滑板上安裝電子接近檢測(cè)器〔電磁式、光電式或光纖式〕實(shí)現(xiàn)的，如圖4-1所示，接近檢測(cè)〔或光敏感應(yīng)〕原理實(shí)現(xiàn)位置檢測(cè)，其感應(yīng)原理如4-2圖所示。當(dāng)在一個(gè)電子接狀況〔有無隧道〕等條件的限制，動(dòng)作靈敏牢靠。為確定導(dǎo)線位置，在模擬弓上每隔10～20mm裝一個(gè)檢測(cè)器。當(dāng)接觸線在檢測(cè)器上面計(jì)算機(jī)，經(jīng)變換處理打印一個(gè)確定接觸線距受電弓中心的距離數(shù)值。4-1接出值檢測(cè)原理4-2感應(yīng)式接近傳感裝置原理圖我局進(jìn)口澳大利亞接觸檢測(cè)車，承受高速受電弓、雙滑板構(gòu)造，直載荷傳感器和四個(gè)水平載荷傳感器，由隔離變壓器為傳感器供電，關(guān)參數(shù)，并將其打印出來。這次200km/h速度傳感器，將信號(hào)傳入處理器處理后，送到計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)處理打印處所需檢測(cè)的硬點(diǎn)、沖擊及相關(guān)參數(shù)。但不包括拉出值。②接觸線高度測(cè)量原理是應(yīng)用電應(yīng)變?cè)?，將角度變化的機(jī)械量〔旋轉(zhuǎn)角度〕線性的轉(zhuǎn)換為與之相對(duì)應(yīng)的電氣量〔電壓或電流，以便輸出，作為檢測(cè)的相連的四連桿上，隨著主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，即可直接獲得檢測(cè)信號(hào)。這樣，在由主軸帶動(dòng)的絕緣連桿〔類似四個(gè)連桿機(jī)構(gòu)〕上，既簡(jiǎn)潔，但會(huì)影響其精度，在實(shí)施時(shí)應(yīng)考慮這些問題。4-3。4-3記錄接觸線位置的測(cè)量原理該測(cè)量方法用四個(gè)高區(qū)分率二極管線路相機(jī)〔6000像素或8192像素1mm的區(qū)分率記錄接觸線位置。測(cè)量間隔低于3.2ms。系統(tǒng)對(duì)接觸線承受有效的曝光系配置。照相機(jī)安裝在高硬度的框架上。這種框架科裝在任何一種車輛記錄的數(shù)據(jù)可以在線計(jì)算或數(shù)字存儲(chǔ)或通過計(jì)算機(jī)屏幕以及打印機(jī)4-4為典型的打印結(jié)果。4-4光學(xué)測(cè)量和手工測(cè)量接觸線厚度的比較＋為手工測(cè)量；●為光學(xué)測(cè)量屬信息，如線路里程、支柱位置、吊弦的位置、接觸線的坡度及測(cè)量是自動(dòng)識(shí)別和記錄的?！灿眠@種記錄方式快速識(shí)別出與規(guī)定位置的偏差。同時(shí)可核查拉出值是否符合規(guī)定。的任何非正常局部。通過測(cè)量裝置還可以監(jiān)測(cè)接觸網(wǎng)與受電弓接觸點(diǎn)之后接觸網(wǎng)的通過計(jì)算機(jī)確定接觸網(wǎng)在任何位置上的動(dòng)態(tài)抬升位