第一節(jié)高速接觸網(wǎng)的振動(dòng)特性

第一節(jié)高速接觸網(wǎng)振動(dòng)特性華東交通大學(xué)電氣學(xué)院電氣化教研室劉仕兵2/4/2023

接觸網(wǎng)——受電弓系統(tǒng)的受流（能量傳遞）過程是在動(dòng)態(tài)中完成的。對(duì)于同一系統(tǒng)而言，列車速度越高，維持弓網(wǎng)間良好接觸越困難，受流質(zhì)量隨之下降。當(dāng)速度超過系統(tǒng)正常允許范圍以上時(shí)，受流性能會(huì)嚴(yán)重惡化，甚至影響列車正常運(yùn)行。

高速電氣化鐵路不能沿用現(xiàn)有常速下的各種系統(tǒng)，在高速領(lǐng)域內(nèi)的不同速度段，要解決的問題也不盡相同。

高速受流技術(shù)是高速電氣化鐵路關(guān)鍵技術(shù)之一。

弓網(wǎng)關(guān)系強(qiáng)調(diào)接觸網(wǎng)與受電弓是一個(gè)整體，研究弓網(wǎng)關(guān)系就是研究?jī)烧唛g的相互作用。概述2/4/20231弓網(wǎng)關(guān)系的主要問題振動(dòng)系統(tǒng)移動(dòng)負(fù)荷動(dòng)態(tài)接觸2/4/20231弓網(wǎng)關(guān)系的主要問題2/4/20231弓網(wǎng)關(guān)系的主要問題2/4/20231弓網(wǎng)關(guān)系的主要問題2/4/20231弓網(wǎng)關(guān)系的主要問題2/4/20231弓網(wǎng)關(guān)系的主要問題2/4/2023接觸網(wǎng)包括接觸線、承力索、吊弦、定位器以及其它零件，既有均布質(zhì)量，又有集中質(zhì)量，是一個(gè)非常復(fù)雜的振動(dòng)系統(tǒng)。

當(dāng)受電弓與接觸網(wǎng)接觸并高速運(yùn)行時(shí)，受電弓彈簧系統(tǒng)的振動(dòng)、列車車體的振動(dòng)以及風(fēng)力等因素均參與作用。2高速接觸網(wǎng)的振動(dòng)特性2/4/20232高速接觸網(wǎng)的振動(dòng)特性與接觸網(wǎng)振動(dòng)有關(guān)的因素：靜態(tài)因素接觸網(wǎng)的彈性（彈性——單位垂直作用力弓起接觸線的抬升，與跨距成正比，與接觸網(wǎng)的張力和成反比）；接觸網(wǎng)的彈性不均勻程度（彈性沿跨距的一致性）彈性及彈性不均勻度與接觸線截面、接觸線抗拉應(yīng)力、接觸網(wǎng)跨距、結(jié)構(gòu)高度、預(yù)弛度及有無彈性吊索有關(guān)，與接觸網(wǎng)的施工精度有關(guān)。動(dòng)態(tài)因素

受電弓的跟隨特性與受電弓工作高度有關(guān)受電弓的空氣動(dòng)力特性與受電弓數(shù)量及間距有關(guān)2/4/20232高速接觸網(wǎng)的振動(dòng)特性2/4/20232高速接觸網(wǎng)的振動(dòng)特性2/4/20232高速接觸網(wǎng)的振動(dòng)特性2/4/20232高速接觸網(wǎng)的振動(dòng)特性2/4/20232高速接觸網(wǎng)的振動(dòng)特性2/4/20232高速接觸網(wǎng)的振動(dòng)特性2/4/20232高速接觸網(wǎng)的振動(dòng)特性2/4/20233接觸網(wǎng)和受電弓的相互作用2/4/20233接觸網(wǎng)和受電弓的相互作用2/4/20233接觸網(wǎng)和受電弓的相互作用2/4/20233接觸網(wǎng)和受電弓的相互作用接觸線與受電弓的相互作用決定供電可靠性和供電質(zhì)量。起相互作用依賴于受電弓和接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)方案及大量的參數(shù)。弓網(wǎng)系統(tǒng)要求通過連續(xù)的，即不中斷的電氣和機(jī)械接觸給牽引車輛供電，與此同時(shí)要求接觸線和滑板的磨耗保持盡可能低的程度2/4/2023接觸線與滑板的匹配接觸線和滑板的使用壽命取決于:受電弓作用在接觸線上的接觸壓力；制作受電弓和滑板的材料；滑板的數(shù)量和制作尺寸；通過接觸點(diǎn)的電流；牽引車輛的速度；線路處于隧道或區(qū)間的環(huán)境系數(shù)。3接觸網(wǎng)和受電弓的相互作用2/4/2023純銅和銅合金（純銅、銀銅合金、鎂銅合金等）已成為接觸線的主要材料，這也決定了接觸網(wǎng)成本比較高

鋼、銅合金、石墨和金屬碳已經(jīng)用作滑板材料3接觸網(wǎng)和受電弓的相互作用2/4/2023弓網(wǎng)接觸壓力弓網(wǎng)接觸壓力連接兩個(gè)機(jī)械系統(tǒng)（接觸網(wǎng)和受電弓），這兩部分均能振蕩并且具有各種不同的質(zhì)量模塊、彈性系數(shù)、衰減系數(shù)和自然頻率。由于接觸網(wǎng)具有彈性、在受電弓作用到接觸網(wǎng)上時(shí)就使接觸線有一定的抬升量。實(shí)際上，沿接觸線錨段變化的彈性導(dǎo)致受電弓周期性上下運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)幅度取決于抬升力本身。隨著速度的增加，動(dòng)態(tài)部件對(duì)接觸壓力的影響越來越大，為了保持受電弓滑板沿著接觸線并不間斷地與接觸線接觸，接觸壓力的值必須保持在一定范圍，即動(dòng)態(tài)范圍3接觸網(wǎng)和受電弓的相互作用2/4/2023動(dòng)態(tài)接觸壓力分力當(dāng)受電弓高速運(yùn)行時(shí)，弓頭上下振動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律，受電弓弓頭歸算質(zhì)量與弓頭上下振動(dòng)的加速度之積為動(dòng)態(tài)接觸壓力分力。它主要取決于速度、架空接觸網(wǎng)和受電弓的動(dòng)態(tài)特性及其數(shù)量和間隔，還取決于牽引車輛的運(yùn)行狀態(tài)和線路質(zhì)量。所謂受電弓的歸算質(zhì)量，就是把整個(gè)活架式的受電弓歸算到接觸線高度的一個(gè)質(zhì)量，它與受電弓弓頭具有相等的垂直加速度。歸算質(zhì)量不是一個(gè)常數(shù)，與受電弓的升高程度有關(guān)。3接觸網(wǎng)和受電弓的相互作用2/4/20233接觸網(wǎng)和受電弓的相互作用2/4/20233接觸網(wǎng)和受電弓的相互作用2/4/20233接觸網(wǎng)和受電弓的相互作用2/4/20233接觸網(wǎng)和受電弓的相互作用2/4/2023弓網(wǎng)