弓网系统系统综述

弓网系统系统综述演示文稿现在是1页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统系统综述现在是2页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的发展初期采用滑轮作为车辆受流装置接触网从1880年开始就一直在采用发展到集电环作为车辆受流装置

随着列车速度提高，使用受电弓作为车辆受流装置有代表性的高速铁路，毫无例外地采用弓网受流系统

现在是3页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的特性弓网系统是在构成电气设备的同时，在运行中必须保持有一定接触力的机械装置对于同一系统而言，列车速度越高，维持弓网间良好接触越困难，受流质量随之下降当速度超过系统正常允许范围以上时，受流性能会严重恶化，甚至影响列车正常运行现在是4页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的相互作用受电弓与接触网之间机械现象、电现象、热现象及化学现象的统称弓网系统的相互作用决定供电可靠性和供电质量，与此同时，设备运行寿命要尽可能长现在是5页\一共有35页\编辑于星期一研究弓网系统的最终目的

弓网系统通过不间断的电气、机械接触向电动列车供电，在满足一定的经济、技术条件下，供电可靠性、供电(受流)质量及弓网系统的运行寿命依赖于受电弓和接触网的设计、安装（施工）、运行维护方案及其大量参数的选取现在是6页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的核心问题两个振动系统之间的关系小接触面大电流摩擦磨损

现在是7页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的核心问题振动系统之间的关系小接触面大电流摩擦磨损供电可靠性供电质量运行寿命现在是8页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的研究方法高速电气化铁路不能沿用现有常速下的各种系统，在高速领域内的不同速度段，要解决的问题也不尽相同弓网系统是一个整体，研究接触网离不开受电弓，研究受电弓离不开接触网现在是9页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统涉及到的学科振动与波动力学电接触热传导材料摩擦磨损仿真与测量气象现在是10页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动特性

任何一个可以用时间的周期函数来描述的物理量,都称之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，会产生回复力，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，从而使系统越过平衡位置向另一侧运动。正是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、激振力和振动频率等

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现在是11页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动特性

接触网包括接触线、承力索、吊弦、定位器以及其它零件，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、列车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现在是12页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的耦合

弓网接触压力连接两个机械系统（接触网和受电弓），这两部分均能振荡并且具有各种不同的质量模块、弹性系数、衰减系数和自然频率。由于接触网具有弹性、在受电弓作用到接触网上时就使接触线有一定的抬升量。实际上，沿接触线锚段变化的弹性导致受电弓周期性上下运动，这种运动幅度取决于抬升力本身随着速度的增加，动态部件对接触压力的影响越来越大，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，接触压力的值必须保持在一定范围，即动态范围现在是13页\一共有35页\编辑于星期一受电弓与接触网之间的接触力FAERFDYNFRF0FRFwindF=F0±FR+FAER±FDYN受电弓设计接触网类型接触网、轨道等弓网接触压力F——受电弓与接触网之间的接触力静态接触压力F0

——驱动机构使滑板与接触线间产生的接触压力磨擦力FR

——关节间的磨擦力，与弓头运动方向相反空气动力接触压力分力FAER

——气流对受电弓的抬升力动态接触压力分力FDYN

——由垂直振动引起的惯性力现在是14页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动

与接触网振动有关的因素静态因素接触网的弹性（弹性——单位垂直作用力引起接触线的抬升，与跨距成正比，与接触网的张力和成反比）接触网的弹性不均匀程度（弹性沿跨距的一致性）弹性及弹性不均匀度与接触线截面、接触线抗拉应力、接触网跨距、结构高度、预弛度及有无弹性吊索有关，与接触网的施工精度有关动态因素受电弓的跟随特性受电弓的空气动力特性与受电弓工作高度有关与受电弓数量及间距有关现在是15页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动

硬点是接触悬挂不均质状态的统称。接触悬挂在硬点处的弹性出现极小值。硬点是接触网的固有特征基本知识

列车运行时，弓网在硬点部位可能会出现有别于其它地方的升高或降低，弓网间的接触压力、振动速度、振动加速度会出现有别于其它地方的变化。速度越高，变化越明显

硬点对受电弓弓头的影响可通过弓头的垂直加速度衡量，1g=9.8m/s2现在是16页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动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现在是17页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动接触网的弹性比较反定位装置正定位装置跨距中心现在是18页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动

由于力、位置、速度或加速度等的突然变化，引起系统的瞬态变化过程称为冲击。在力学上，冲击是一种过渡现象，属于非周期运动范畴基本知识

冲击过程可能是单次的、多次的或复合的，但每次持续时间比较短暂（突变）

表征受电弓弓头受到冲击的基本物理量有：速度、加速度、位移（或变形）和冲击持续时间等现在是19页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动特性波动传播速度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Tj–接触线的水平张力Ngj–接触线的质量常数kg/mβ≤0.7Re200Cu100 10kN Cp=376km/hvmax=263km/hRe250CuAg120 15kNCp=427km/hvmax=299km/hRe330CuMg120 27kN Cp=572km/h

vmax=400km/hEAC-350CuMg150 31.5kN Cp=553km/hvmax=387km/h现在是20页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动特性r–反射因数α

–多普勒因数增强因数γ指接触网的振动波在吊弦、线夹等非均质点被反射

Cp——波动传播速度V

——列车运行速度gc、Fc——承力索的线密度和张力gj、Fj

——接触线的线密度和张力反映接触网振动波的反射与增强的系数，越小越好现在是21页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动特性m=1kg,V=160km/h,Cp=382km/h现在是22页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动特性EN50119关于弓网接触力的范围现在是23页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动特性EN50367关于弓网接触力与速度的关系曲线现在是24页\一共有35页\编辑于星期一受电弓抬升力对定位器坡度的影响

b——无限位抬升量

u——最大运营抬升量

s——受电弓摆动量

EN50119正常运行条件下及最大跨距时

u<2.0*b

u<1.5*b

带抬升限位功能现在是25页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动特性现在是26页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动特性测量现在是27页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动特性接触悬挂：TJ95+CTHA120接触线张力:15kN承力索张力：15kN结构高度：1400，正定位货车，速度不详现在是28页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动特性接触悬挂：TJ95+CTHA120接触线张力:15kN承力索张力：15kN结构高度：1400，正定位客车，速度：140km/h现在是29页\一共有35页\编辑于星期一弓网系统的振动特性接触悬挂：TJ95+CTHA120接触线张力:15kN承力索张力：15kN结构高度：1400，正定位动车组，速度：200km/h现在是30页\一共有35页\编辑于星期一运动力学牛顿第一定律内容

一切物体在任何情况下，在不受外力的作用时，总保持静止或匀速直线运动状态

说明

物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势，没有外力，它的运动状态不会改变物体的保持原有运动状态不变的性质称为惯性力是物体间的相互作用，是力改变了物体的运动状态力和加速度相联系，而不是和速度相联系现在是31页\一共有35页\编辑于星期一运行力学牛顿第二定律内容

物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同

公式

F=ma

说明

（1）力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝

（2）F=ma是一个矢量方程，一般常取加速度的方向反正方向（3）矢量性、瞬时性、相对性现在是32页\一共有35页\编辑于星期一运动力学牛顿第三定律内容

作用在两个物体的一对作用力方向相反、大小相等、作用在同一直线上、作用在不同的两个物体上。

公式F1=F2，F1表示作用力，F2表示反作用力

现在是33页\一共有35页\编辑于星期一弓