受电弓与接触网系统PPT演示课件

受电弓与接触网系统,2012年12月10日成都,吴积qwu,接触网是受电弓的路,预期的使用寿命,弓网系统的作用,弓网接触点是电能传输的瓶颈,接触点（纽带）,固定设备,移动设备,机械作用,电气作用,电能传输！,两个振动子系统,小接触面传输大电流,摩擦磨损,（接触力与抬升）,（接触电阻与燃弧）,（机械摩擦与电气磨损）,运行可靠性,接触质量,运行寿命,材料匹配,弓网系统的核心问题,弓网系统的雏形,弓网系统的分类,受电弓,受电弓,取流靴,弓网系统,集电系统,集电系统的种类,弓网系统的基础理论,日本新干线,高速弓网系统的代表,振动问题、噪声问题摩擦磨损问题,1500mm,Max:50m,1996年1月26日，300X试验列车，443km/h,1996年1月26日，300X试验列车，443km/h,日本新干线,高速弓网系统的代表,2007年4月3日，TGV，法国东部线，574.8km/h,法国交流铁路,高速弓网系统的代表,AMDE,东南高速270km/h,大西洋高速300km/h,地中海高速350km/h,1988年5月1日，ICE/V，406.9km/h,德国联邦铁路,高速弓网系统的代表,弓网关系技术范畴,（1）几何特性,（3）材料接口,接触线不能离开受电弓与弓头的工作范围,接触线和滑板的磨耗、接触点的最大允许电流很大程度上取决于接触线和滑板的材料,（4）接触点集流量,（2）动态相互作用,接触点不能出现过热,弓网是两个振动子系统，取决于受电弓与接触网的特性以及运行环境,弓网关系技术范畴,（1）几何特性,（3）材料接口,横向参数,垂向参数,接触线材料（铜或铜合金）,滑板材料（金属、浸金属碳、碳）,（4）接触点集流量,（2）动态相互作用,接触线相对弓头中心的偏移,接触线高度与坡度,接触点温度,弓网接触力（或燃弧）、定位点抬升,受电弓数量和间距,磨耗,多弓与中性区长度,弓网关系技术规范,弓网系统设计,接触网施工设计,动态验收,静态验收,施工（测量、预配、安装、调整）,用户需求,构建一个新的弓网系统,几何特性,材料组合,集流量,动态性能,运营管理,2.弓网几何特性,3.弓网动态相互作用,5.弓网电接触特性,4.弓网材料接口,6.弓网系统的设计、施工与验收,1.受电弓,本专题的主要内容,1.受电弓,定义,安装在电气列车上的一种从一根或几根接触线上集取电流的专用设备，由弓头、框架、底架和传动系统等部分组成，其几何形状可以改变,1.受电弓,单臂受电弓的基本结构,(1)框架(2)底架(3)弓头(4)滑板(5)弓角(6)弓头长度(7)弓头宽度(8)弓头高度(10)滑板长度(11)下部工作位置(12)上部工作位置(13)工作范围(14)落弓高度,1.受电弓,与受电弓相关的部分标准,UIC608国际通用受电弓,UIC794欧洲高速铁路网受电弓与接触网相互作用,EN50206-1干线车辆受电弓特性与测试（TB/T1456）,EN50206-2地铁和轻轨车辆受电弓特性与测试,1.受电弓,对受电弓的基本要求,不可能为了特定接触网单纯设计受电弓受电弓的基本特性应适合于规定的应用范围,两个运行方向的平均抬升力应该相等且只随速度变化略有增加；平均抬升力应能防止燃弧，同时应使接触线抬升、磨损保持最小,静态接触力应该满足静态取流要求（AC系统：6090N、DC1.5kV系统：70110N）,滑板的质量应尽可能低，以便实现最佳的动态特性,设置自动降弓装置（ADD），能使受电弓在故障时落下,频域动态视在质量应在小范围内，且不应有明显突出的峰值,F,AER,F,DYN,F,R,F,0,F,R,F,wind,F=F0FR+FAERFDYN,受电弓设计,接触网、轨道等,弓网接触力F受电弓垂直作用到接触网上的力静态接触力F0停车时，传动机构使受电弓垂直作用到接触网上的力摩擦力FR关节间摩擦产生的力，与弓头运行方向相反空气动力FAER气流对受电弓的作用力动态分力FDYN由垂直振动引起的惯性力,1.受电弓,受电弓的抬升力,1.受电弓,平均抬升力目标值（AC系统）,1.受电弓,平均抬升力目标值（DC系统）,2.弓网几何特性,弓网相互作用的基本要求,垂向：接触线不离开受电弓的工作范围,横向：至少有一支接触线在弓头的工作范围内,2.弓网几何特性,受电弓上、下工作位置之间的范围为工作范围,标称接触线高度正常条件下，定位点处接触线高度的标称值,2.弓网几何特性,最小接触线高度所有情况下，为避免燃弧，一跨内接触线高度的最小值,接触线高度最大设计包括误差和抬升，要求弓头达到的理论接触线高度,接触线高度最小设计包括误差，能实现最小高度的理论接触线高度,接触线高度两钢轨顶面到接触线底面的垂直距离,接触线的高度范围,高速接触网需要严格控制接触线高度,2.弓网几何特性,2.弓网几何特性,受电弓的弓头形状,2.弓网几何特性,弓网之间几何作用的特征值（横向）,2.弓网几何特性,不同线路曲线半径的跨距和拉出值,高速情况下，弹性及其不均匀系数成为决定性因素,2.弓网几何特性,接触线在滑板上的往复运动范围应尽可能大,2.弓网几何特性,接触线在滑板上的往复运动范围应尽可能大,2.弓网几何特性,定位器状态,2.弓网几何特性,定位器角度：,其中：,；,2d,支持装置种类,2.弓网几何特性,支持装置种类,2.弓网几何特性,道岔上方的接触网（无交叉线岔）,2.弓网几何特性,2.弓网几何特性,2.弓网几何特性,受电弓弓角,损坏的接触网,松弛的弹簧,受电弓的动态包络线,2.弓网几何特性,S0最大抬升，取100mmCWH标称接触线高度，取5300mm,受电弓间距与中性段长度,2.弓网几何特性,2.弓网几何特性,典型弓网几何特性,3.弓网动态相互作用,用时间的周期函数描述的物理量，称为振动,力学系统能维持振动，必须具有弹性和惯性。由于弹性，系统偏离其平衡位置时产生回复力，促使系统返回原来位置；由于惯性，系统在返回平衡位置的过程中积累了动能，使系统越过平衡位置向另一侧运动。由于弹性和惯性的相互影响，才造成系统的振动,描述振动的量：位移、速度、加速度等,弓网系统的振动,弓网系统的振动为随机振动只能用数理统计的方法加以研究,与接触网弹性有关的因素,接触网的跨中弹性（单位垂直作用力引起的接触线抬升)与跨距成正比，与接触线和承力索的张力之和成反比弹性沿跨距的一致性用接触网的弹性不均匀系数表示,弹性及弹性不均匀系数与接触线截面、线索张力、接触网跨距、结构高度、预弛度及有无弹性吊索有关，与接触网施工精度有关,3.弓网动态相互作用,接触网的弹性,弹性曲线,平均弹性,弹性=抬升量/抬升力,平均弹性,弹性不均匀系数,相对弹性,3.弓网动态相互作用,弹性和弹性不均匀系数,3.弓网动态相互作用,接触网包括接触线、承力索、吊弦、定位器以及其他零件，既有均布质量，又有集中质量，是一个非常复杂的振动系统,接触网的振动,3.弓网动态相互作用,波动传播速度Cp在某一点用一个力对接触线加振后将力消除，该点接触线振动经过S秒后传到L，则Cp=L/S,波动传播速度振动沿接触网锚段传播的速度,Tj接触线的张力Nmj接触线的质量常数kg/m,波动传播,3.弓网动态相互作用,r反射系数多普勒系数,放大系数r/反应接触网振动波幅度增强或减弱的系数,m=1kg,V=160km/h,Cp=382km/h,波动传播与反射,3.弓网动态相互作用,多普勒系数反应受电弓运行速度与波动传播速度之间的关系,反射系数r指接触网的振动波在吊弦、线夹等非均质点被反射，是接触网的质量特性,Cp波动传播速度v受电弓运行速度,mc、Tc承力索的线密度和张力mj、Tj接触线的线密度和张力,波动传播与反射,3.弓网动态相互作用,3.弓网动态相互作用,接触网的动态特性参数（vmax=350km/h）,两自由度模型,受电弓的动力学模型,3.弓网动态相互作用,当受电弓与接触网接触并高速运行时，受电弓弹簧系统的振动、车体的振动以及风力等因素均参与作用，受电弓弓头在上下、左右、前后三个方向产生运动,接触力将弓与网联系在一起,弓网系统的振动,3.弓网动态相互作用,随着速度的增加，动态部件对弓网接触力的影响越来越大，为了保持受电弓滑板沿着接触线并不间断地与接触线接触，接触力必须保持在一定范围，即动态范围,弓网接触力受电弓垂直作用在接触网上的力,3.弓网动态相互作用,EN50119关于弓网接触力的范围,3.弓网动态相互作用,FmaxFm3s，Fm3s0，将F=0称为弓网离线,b无限位抬升量u最大运营抬升量s受电弓摆动量,正常运行条件及最大跨距u2.0*bu1.5*b带抬升限位功能,定位点的抬升,3.弓网动态相互作用,3.弓网动态相互作用,弓网动态仿真,高速接触网的设计不可能采用早期传统的设计方法，因为在高速情况下，过去的经验不适用。随着运行速度的提高，弓网动态相互作用变得越来越重要，只有考虑到包括受电弓和接触网在内的各类配套的系统设备，才能获得一个切实有用的弓网系统设计方案。计算机仿真是模拟这些部件动态相互作用的有效选择。弓网动态相互作用仿真的目的是要确定受电弓作用在接触线上的移动接触力与时间相关的特性，以及和接触线抬升的相互关系。,Re200系统v=220km/h单受电弓（DSA250）计算机仿真结果,接触力,抬升,3.弓网动态相互作用,弓网振动仿真,3.弓网动态相互作用,弓网动态测量,弓网接触力、受电弓通过定位点时的接触线抬升等弓网动态相互作用性能参数的实测数据既可用于弓网系统运行可靠性和运行质量的评估，也可用于弓网动态仿真系统和其他测量系统的确认，还可用于弓网系统的故障诊断。,弓网接触力、定位点抬升的测量均应符合规定的要求，且能够得到相应的确认，只有这样，这些参数的测量结果才能令人信服。,3.弓网动态相互作用,弓网动态特性实测数据,3.弓网动态相互作用,动态接触力与速度的关系,动态接触力的频数分布应符合正态分布,Fm：接触力平均值s：接触力标准偏差,3.弓网动态相互作用,动态接触力与速度的关系,3种弓网系统的动态接触力分布,s最小，弓网运行相对平稳,s最大，弓网振动相对剧烈,3.弓网动态相互作用,动态接触力与速度的关系,定位点的抬升,3.弓网动态相互作用,2010_12_03_11_29，速度447km/h，下行,静止,前弓,后弓,悬挂方式：JTMH120+CTMH150张力组合：20kN+40kN结构高度：1600mm,滑板与接触线的材料组合,4.弓网材料接口,接触线和滑板的磨耗,接触点的最大允许电流,主要取决于材料组合,受电弓的滑板材料,4.弓网材料接口,受电弓的滑板,4.弓网材料接口,碳类滑板及其托架断面,4.弓网材料接口,浇铸轧制过程将铜或铜合金杆材拉制而成,4.弓网材料接口,接触线,连续通过数个圆形模具沟槽式模具修整模具，将导线冷拔成最终的尺寸和外形,将几乎是圆形的材料微结构拉拔成长形，最后排列为与导线拉伸方向一致的纤维状结构,晶状体结构的不均匀性增加了剪切抗力并使材料硬化。铜经受数个冷拔过程，变形抗力增加，但导电性和可塑性降低,槽2,串联轮轴,电解铜,保温炉,熔解炉,槽1,LNG燃烧器,铸造机,大线盘,冷却还原线,铜粗料杆,接触线材料卷线机卷线直径：18.530.0mm,高温压延成型机,接触线的生产,4.弓网材料接口,拉丝模示意图,绕线盘,拉丝(带槽模具),拉丝(圆形模具),剥皮,开槽辊,材料供应机(托盘或电缆盘),精加工模,材料,拉丝机本体,成品盘,接触线的生产,4.弓网材料接口,接触线的生产,4.弓网材料接口,接触线的材料,4.弓网材料接口,4.弓网材料接口,滑板与接触线在工作过程中由于机械的、电气的（包括热的）和化学的原因使材料从滑板和接触线表面移走，这个现象称为滑板和接触线的磨损,磨损主要有两种形式：机械摩擦电气磨损,滑板与接触线的摩擦磨损,4.弓网材料接口,(1)机械磨耗(2)粘结磨耗(3)移动(4)粘结(5)硬粒磨耗(6)二元磨耗(7)三元磨耗(8)夹在中间的硬质粒子(9)疲劳磨耗(10)疲劳破坏(11)化学磨耗(12)腐蚀磨耗(13)腐蚀、氧化(14)电气损耗(15)金属离子移动(16)电弧熔损(17)电弧,滑板与接触线的摩擦磨损,摩擦磨损试验台,4.弓网材料接口,材料相同时，研究弓网接触力、电流、速度与磨耗之间的关系,弓网接触力、电流、速度相同，研究不同材料与磨耗之间的关系,4.弓网材料接口,滑板与接触线的材料组合,纯碳,浸金属碳,铜或铜合金,铜或铜合金,AC25kV系统,AC25kV、DC1.5kV系统,5.弓网电接触特性,研究导体与导体接触过渡区中的物理现象、化学现象,弓网系统的电接触分三类：静态接触、滑动接触、可分合接触,主要现象和问题静态接触接触温升滑动接触摩擦磨损、润滑可分合接触电火花、燃弧,电接触理论,导体接触面无论怎么加工、打磨、摩擦磨损，微观上都是凸凹不平的,接触面状况,导电斑点,电接触理论,5.弓网电接触特性,接触斑点：导体接触面内实际发生接触的点,导电斑点：金属或准金属接触的更小的面,收缩电阻：电流路径收缩，有效导电面积减小，出现附加电阻,膜电阻：准金属接触时，电子通过极薄的膜时产生附加电阻,接触电阻：收缩电阻与膜电阻串联相加,接触压降：通过斑点的电流与接触电阻之积,超温：接触电阻产生焦耳热，使收缩区温度超过区外导体温度,5.弓网电接触特性,静态接触电阻,接触电阻与滑板及接触线材料的电阻率有关，与材料硬度及接触力有关导电斑点数目与材料硬度、接触力有关材料一定、接触力F不变时，接触电阻基本与两者的电阻率之和成正比,H接触材料较软一方的接触硬度F弓线间接触力1、2接触材料电阻率,5.弓网电接触特性,电流通过接触点电阻产生的焦耳热使接触线局部温度超高；电位温度理论：接触点的温度升高与接触电阻及通过的电流成函数关系,导电斑点超出接触点以外区域的温度，即接触点温升U接触压降I通过接触面的总电流,滑板与接触线材料的热导率与电阻率乘积的平均值,接触点的静态温升,5.弓网电接触特性,滑板与接触线从分离到接触或从接触到分离时，满足一定条件时，两者之间便会产生电弧或其他放电现象,弓网系统的电弧现象,滑板和接触线脱离接触（离线）时，被断开的电流超过0.251A，断开后加在间隙上的电压超过1220V，则间隙中会产生一团温度极高、发出强光和能够导电的近似圆柱形的气体这就是电弧,产生电弧的最小电流如果小于一定数值，则开断时只能产生一为时极短的弧光放电通常称为电火花,5.弓网电接触特性,弓网系统的电弧现象,5.弓网电接触特性,弓网系统的电弧现象,5.弓网电接触特性,弓网系统的电弧现象,5.弓网电接触特性,弓网系统的电弧现象,持续40ms的电弧,5.弓网电接触特性,弓网系统的电弧现象,5.弓网电接触特性,弓网系统的电弧现象,5.弓网电接触特性,电弧热功率导致滑板和接触线温度升高，同时，滑板和接触线的热量也会向周围介质传递，当吸热大于散热时，滑板和接触线的温度才会升高，温升达到一定程度时，滑板和接触线的表面才会发生熔化和气化,弓网相对运动过程中，接触点的位置不断变化，电弧不断变化位置，位置变化的速度与接触线的拉出值、列车的运行速度有关,弓网系统电弧的影响,相对运动阻止了燃弧引起的固定位置的温度升高,5.弓网电接触特性,弓网系统电弧的影响,曲线从上到下排列，作用距离x依次是：0、1.010-6m、2.010-6m、3.010-6m,5.弓网电接触特性,弓网系统电弧的影响,曲线从上到下排列，列车运动速度依次是:5m/s、15m/s、30m/s、40m/s,点M处接触线表面温度变化规律,5.弓网电接触特性,弓网系统电弧的影响,低速走行时电弧对接触线的热侵蚀,v=0.216km/hI=666A,5.弓网电接触特性,绝大部分由弧柱直接散向接触区域上部，导致接触线上部设备烧损程度较大,电火花与电弧是造成滑板和接触线电气磨损的主要原因，这种电气磨损包括气化蒸发和液体喷溅两种形式,弓网系统电弧的影响,日积月累，电弧及强劲电火花引起的电气磨损会导致接触线表面坑坑洼洼,5.弓网电接触特性,控制区段内的燃弧时间与总运行时间之比称为燃弧率。利用电弧评价弓网接触质量有一定的局限性。在一定条件下利用弓网系统电弧的次数和持续的时间评价弓网系统的接触质量还是可行的，毕竟，由接触电阻的上升和开始燃弧能够确定可接受的弓网系统动态接触力最小值。,燃弧率评价弓网接触质量,5.弓网电接触特性,冷拔铜导线的长期发热造成其晶状体结构重新回到冷拔过程前的原先结构状态。转变到稳定的晶体状微结构称之为再结晶，并伴随着丧失冷拔接触线的全部典型物理特性当超出再结晶温度时，微结构开始发生变化并伴随着抗拉强度的损失。在此过程中，晶体状颗粒恢复到稳定的圆形，由冷拔形成的微结构几乎全都转化了,发热对接触线的影响,5.弓网电接触特性,接触线抗拉强度与温度关系,5.弓网电接触特性,有相当比例接触网设施的损坏是因为接触线和滑板两者之间的不良电气接触造成的，导致接触线损坏的过程伴随着铜的局部再结晶和形成孔洞及凹痕有几个发生在接触点上的物理过程，促使接触线失去功效:在接触点处接触线和受电弓滑板的电流分布在这些区域里的热分布接触线的机械应力在接触点处接触线中产生的塑性变形磁场,车辆静止不动、缓慢移动高额取流、滑板磨损和损坏时都可能发生,接触网的损坏,5.弓网电接触特性,接触区域的温度图像,5.弓网电接触特性,5.弓网电接触特性,实例,5.弓网电接触特性,实例,5.弓网电接触特性,实例,6.弓网系统的设计、施工与验收,弓网关系技术规范,弓网系统设计,接触网施工设计,动态验收,静态验收,施工（测量、预配、安装、调整）,用户需求,几何特征,材料组合,集流量,动态性能,运营管理,设计,施工,运营诊断:重复竣工验收过程,系统设计(弓网仿真),施工设计(平面布置),接触力（燃弧）、抬升（与弹性及其均匀程度有关）,拉出值、高度、线岔、关节（动态值应符合要求）,测量、预配、组装、调整,竣工验收,静态验收,动态验收,确认接触网状态符合设计要求,确认弓网动态相互作用符合标准要求,系统设备和零部件选择,6.弓网系统的设计、施工与验收,欧洲弓网系统的标准体系,EN50121EN50122EN50123EN50124EN50125EN50149EN50163IEC60050,EN50206(2010),EN50119(2009),EN50318(2002),EN50367(2006),EN50317(2002),EN50119架空接触网EN50206受电弓特性与测试EN50317弓网动态测量设备EN50318弓网动态仿真要求EN50367弓网相互作用,6.弓网系统的设计、施工与验收,（1）系统设计,弓网系统是受电弓和接触网两个子系统的组合，运行可靠性、接触质量和运行寿命依赖于两个子系统的特性与匹配。在一定的经济、技术条件下，确定一个与既定受电弓特性相匹配的、兼容的架空接触网设计方案是弓网系统设计的主要内容,6.弓网系统的设计、施工与验收,（2）材料选择,接触网的设备和零部件应按照规定的性能要求进行选取，使用寿命应至少与整个接触网的使用寿命相当，并应遵守检查、修理以及更换的有关维修管理规定，且具有可追溯性的信息标示,6.弓网系统的设计、施工与验收,（3）施工设计,按照弓网系统设计批复意见所确定的原则和性能指标要求，使用经过实践证明的、成熟可靠的方法和经验对接触网进行施工设计。施工设计应提供工程（材料）数量，并生成符合要求的设计文件，便于工程项目的预算、计划、安装和交接，同时也作为竣工文件的制定基础,6.弓网系统的设计、施工与验收,（4）施工,接触网施工的主要任务是将经过质量认证的接触网零部件按设计要求进行装配，施工设计文件是接触网施工的依据,6.弓网系统的设计、施工与验收,（5）验收,按照接触网施工设计文件要求对全部接触网工程进行检查，并使用专用设备对静止状态下的接触网进行测量，以证实竣工后的接触网结构尺寸符合施工设计文件的要求，这一环节通常称为静态验收，用于评价接触网的工程质量利用弓网动态相互作用测量设备对弓网系统的动态性能参数进行测量和评估，以证实弓网动态相互作用性能满足技术标准的要求，这一环节通常称为动态验收,6.弓网系统的设计、施工与验收,静态验收（1）徒步验收,检查近地面的部分：基础支柱下部补偿装置下部接地与回流防接触保护装置,6.弓网系统的设计、施工与验收,静态验收（1）徒步验收,常见的安装问题,6.弓网系统的设计、施工与验收,静态验收（2）使用作业车验收,检查远离地面的部分：支柱附加线补偿装置上部接触悬挂防接触保护装置,6.弓网系统的设计、施工与验收,静态验收（2）使用作业车验收,常见的安装问题,6.弓网系统的设计、施工与验收,静态验收（2）使用作业车验收,常见的安装问题,6.弓网系统的设计、施工与验收,静态验收（2）使用作业车验收,常见的安装问题,6.弓网系统的设计、施工与验收,静态验收（2）使用作业车验收,常见的安装问题,6.弓网系统的设计、施工与验收,静态验收（2）使用作业车验收,常见的安装问题,6.弓网系统的设计、施工与验收,接触线平直度测量与评价,6.弓网系统的设计、施工与验收,每300m检验1处；最大空气间隙不大于0.1mm/1000mm。,静态验收（3）接触线空间位置测量,6.弓网系统的设计、施工与验收,接触线下垂：禁止允许误差：接触线高度：30mm相邻支持点：20mm(同方向）/10mm(不同方向)相邻吊弦点：10mm结构高度：150mm（区间）/100mm(隧道)接触线拉出值：30mm,支持点之间的导高差,相邻支持点处测量到的导高误差最大允许值为20mm,例1假设（支持点1到支持点2）的公差值为+20mm，下一个支持点（支持点3）处的导高则应保持相同或抬高。不允许另一侧的接触线向下倾斜。支持点1.FH=5300mm支持点2FH=5320mm，FH=+20mm支持点3LineaFH=5330mm，FH=+10mmLinebFH=5320mm，FH=0mm,例2（a线）假设（支持点2）不采用最大误差值，在另一方向接触线的工作坡度则允许达到最大值。支持点1FH=5300mm支持点2FH=5295mm，FH=-5mm支持点3.FH=5310mm，FH=+15mm,例2（b线）假设（支持点2）不采用最大误差值，给定的导线（b线）坡度相同，（b线）则可采用20mm最大坡度值。支持点1FH=5300mm支持点2FH=5295mm，FH=-5mm支持点3FH=5275mm，FH=-20mm,6.弓网系统的设计、施工与验收,接触线高度的评价,6.弓网系统的设计、施工与验收,几何参数测量,6.弓网系统的设计、施工与验收,几何参数测量,6.弓网系统的设计、施工与验收,几何参数测量,6.弓网系统的设计、施工与验收,几何参数测量,6.弓网系统的设计、施工与验收,几何参数与接触力的因果关系,几何参数实测结果,6.弓网系统的设计、施工与验收,弓网动态性能计算机仿真（SSS400+型受电弓）,几何参数与接触力的因果关系,静态几何参数偏差导致前弓接触力标准偏差增长50%。,6.弓网系统的设计、施工与验收,接触网零部件受损,零部件的承载能力无法与系统的动态性能相匹配,6.弓网系统的设计、施工与验收,受电弓受损,零部件的承载能力无法与系统的动态性能相匹配,6.弓网系统的设计、施工与验收,影响接触网几何参数的因素,6.弓网系统的设计、施工与验收,动态验收,评价弓网动态性能需要测量：弓网接触力（或燃弧率）弓头的运行轨迹定位点处接触线抬升,关于弓网接触力：能够评价连续的、渐进的接触质量变化，不仅仅是“是/否”的评定；既可以实际测量，也可以仿真计算，便于实测结果和预测结果的比较；同等条件下，重复测量应有同样的结果，而且不受随机因素的影响；弓网动态相互作用的评估参数必须可以在动态受电弓上测量。,6.弓网系统的设计、施工与验收,弓网关系技术规范,动态相互作用评价,移动设备,固定设备,接触点,6.弓网系统的设计、施工与验收,振动试验台,单独评价受电弓用于分析和评价受电弓的动态特性,测量频率响应动态外观质量机械阻抗接触力转换函数,结构分析,线路运行模拟,6.弓网系统的设计、施工与验收,动态验收检测，德国铁路公司-检测车,6.弓网系统的设计、施工与验收,配置,非接触测量系统,接触力测量系统,定位器检测系统,电源变压器,光纤传输系统,视频系统,GPS天线,米脉冲,6.弓网系统的设计、施工与验收,动态验收检测，德国铁路公司-检测车,接触线几何尺寸及磨损,6.弓网系统的设计、施工与验收,动态验收检测，德国铁路公司-检测车,接触力测量,6.弓网系统的设计、施工与验收,动态验收检测，德国铁路公司-检测车,录像监控,动态验收检测，德国铁路公司-检测车,6.弓网系统的设计、施工与验收,录像监控,6.弓网系统的设计、施工与验收,动态验收检测，德国铁路公司-检测车,录像监控,6.弓网系统的设计、施工与验收,动态验收检测，德国铁路公司-检测车,图形用户界面,主窗口,事件,报错信息,录像,线路数据,测量数据,6.弓网系统的设计、施工与验收,动态验收检测，德国铁路公司-检测车,速度与距离测量,6.弓网系统的设计、施工与验收,动态验收检测，德国铁路公司-检测车,测力系统,6.弓网系统的设计、施工与验收,测量接触力方法,1-4称重与加速度传感器5纵向加速度传感器6横向加速度传感器7底座垂直加速度传感器8底座横向加速度传感器9角度电位计10、11悬挂弹簧传感器,6.弓网系统的设计、施工与验收,测量受电弓的弓头(DSA350),动态验收检测,6.弓网系统的设计、施工与验收,力和加速度传感器,动态验收检测,6.弓网系统的设计、施工与验收,动态验收检测,6.弓网系统的设计、施工与验收,测量受电弓的弓头(SSS400+),动态验收检测,6.弓网系统的设计、施工与验收,测量受电弓的弓头(SSS400+),空气动力测量,6.弓网系统的设计、施工与验收,滑条接触力,总接触力,接触力测量信号,修正后的接触力,接触线高度,平均加速度,拉出值,速度,弓网相互作用测量结果,6.弓网系统的设计、施工与验收,公里标,动态验收检测，德国铁路公司-检测车,Kraft,0,5,1,0,Fahrdrahtseitenlage,y,SL,Fahrdraht,y,SL,Fz1,Fz2,Fz4,Fz3,Fz1,Fz2,Fz4,Fz3,Fz1+Fz2,Fz3+Fz4,Fz1+Fz2+Fz3+Fz4,Fz1+Fz2,Fz3+Fz4,Fz1+Fz2+Fz3+Fz4,Fz2+Fz4,Fz1+Fz2+Fz3+Fz4,Fz1+Fz3,Fz1+Fz2+Fz3+Fz4,Seitenlage,动态验收检测,6.弓网系统的设计、施工与验收,多进行几次检测将检测结果叠加在一起如果有至少3至4次的检测显示异常，就说明存在缺陷点缺陷点为1.8Fm,6.弓网系统的设计、施工与验收,动态验收检测,京津城际接触力测量设备,6.弓网系统的设计、施工与验收,京津城际测量结果,6.弓网系统的设计、施工与验收,利用接触力评价动态相互作用性能,弓线接触力测量结果应符合正态分布，引入统计标准：算术平均值Fm标准偏差s极值（最大的接触力值Fmax和最小的接触力值Fmin）,68.3%的接触力数值在Fms之间95.5%的接触力数值在Fm2s之间99.7%的接触力数值在Fm3s之间,6.弓网系统的设计、施工与验收,若smax=0.3Fm则Fmax=Fm+3smax=1.9FmFmin=Fm-3smax=0.1Fm当v=350km/h时Fm=188.8NFmax=358.7NFmin=18.9N,利用接触力评价动态相互作用性能,6.弓网系统的设计、施工与验收,进一步改进受电弓设计，可有利于减少力的标准偏差值、抬升力的空气动力成分、平均抬升力和动态范围。这也相应地改进了受电弓的接触性能。重要的是：速度提高时，Fm-3s的值不应接近于0。,数值Fm3s是动态接触力范围的有效界限，还可以由接触电阻的上升和开始燃弧确定可接触受的动态接触力最小值。,在同样界限条件下得出的标准偏差s用来比较弓网设计性能，通过调整接触网和受电弓的设计参数优化运行性能。,利用接触力评价动态相互作用性能,6.弓网系统的设计、施工与验收,特殊的接触力极值很可能发生在限定范围之外，可将它们视为接触网的局部缺陷,接触