GB∕ T 32592-2023 軌道交通 受流系統(tǒng) 受電弓與接觸網(wǎng)動態(tài)相互作用測量的要求和驗證（正式版）

GB/T32592—2023代替GB/T32592—2016軌道交通受流系統(tǒng)受電弓與接觸網(wǎng)動態(tài)validationofmeasurementsofthedynamic(IEC62846:2016,MOD)國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會IGB/T32592—2023 Ⅲ 1 13術(shù)語和定義 1 3 46總平均抬升力的測量 47接觸力測量 67.1一般要求 67.2測量系統(tǒng)的空氣動力影響 77.3慣性力的修正 77.4空氣動力的修正 77.5測量系統(tǒng)的校準(zhǔn) 77.6測量參數(shù) 87.7測量結(jié)果 8 88.1一般要求 88.2接觸點的垂向位移 88.3定位點抬升 88.4接觸網(wǎng)上其他位移的測量 8 99.1一般要求 99.2燃弧檢測系統(tǒng)的校準(zhǔn) 9.3操作距離的調(diào)整 9.4測量值 9.5測量結(jié)果 附錄A(資料性)接觸線彎曲應(yīng)力測量 ⅢGB/T32592—2023本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件代替GB/T32592—2016《軌道交通受流系統(tǒng)受電弓與接觸網(wǎng)動態(tài)相互作用測量的要b)增加了“總平均抬升力的測量”(見第6章);c)增加了“圖1拴系測試設(shè)置示意圖”(見第6章)“圖2接觸力測量示意圖”“圖3分段滑板示意圖”,以及接觸力計算公式(4)等相關(guān)要求(見第7章);e)增加了公式(2)中的空氣動力學(xué)修正力Fsorracro的測量要求(見7.4);f)增加了接觸力測量用濾波器的技術(shù)要求(見7.6);g)增加了燃弧測量的相關(guān)參考距離(da)的參考閾值(xra)的定義選擇要求(見9.1)。本文件修改采用IEC62846:2016《軌道交通受流系統(tǒng)受電弓與接觸網(wǎng)動態(tài)相互作用測量的要本文件與IEC62846:2016相比做了下述結(jié)構(gòu)調(diào)整：———附錄A對應(yīng)IEC62846:2016的附錄B。本文件與IEC62846:2016的技術(shù)性差異及其原因如下：1章)適應(yīng)我國國情；——增加了規(guī)范性引用文件GB/T32578(見第5章),以適應(yīng)我國的技術(shù)條件、提高可操作性； “g”“v”(見第4章),正文中未使用；——增加了測試配置中受電弓參數(shù)獲取要求，限定為依據(jù)GB/T21561.1、GB/T21561.2獲得(見第5章),以規(guī)范統(tǒng)一參數(shù)獲取方式。 更改了“t”“t”的描述(見3.20),使之與第4章和9.5中描述統(tǒng)一---—刪除了IEC62846:2016中不適應(yīng)我國國情的附錄A和相關(guān)引用；-——更改了IEC62846:2016的附錄B中要求性條款(見附錄A)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。GB/T32592—2023本文件由國家鐵路局提出。本文件由全國軌道交通電氣設(shè)備與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC278)歸口。本文件及其所代替文件的歷次版本發(fā)布情況為： 2016年首次發(fā)布為GB/T32592—2016:——本次為第一次修訂。1GB/T32592—2023軌道交通受流系統(tǒng)受電弓與接觸網(wǎng)動態(tài)相互作用測量的要求和驗證度要求。本文件。GB/T21561.1軌道交通機(jī)車車輛受電弓特性和試驗第1部分：干線機(jī)車車輛受電弓(GB/T21561.1—2018,IEC60494-1:2013,MOD)GB/T21561.2軌道交通機(jī)車車輛受電弓特性和試驗第2部分：地鐵和輕軌車輛受電弓(GB/T21561.2—2018,IEC60494-2:2013,MOD)GB/T32578軌道交通地面裝置電力牽引架空接觸網(wǎng)(GB/T32578—2016,IEC60913:2013,MOD)IEC62486軌道交通受流系統(tǒng)受電弓與接觸網(wǎng)相互作用準(zhǔn)則[Railwayapplications—Currentcollectionsystems—Technicalcriteriafortheinteractionbetweenpantographandoverheadcontactline(toachievefreeaccess)]3.13.23.32GB/T32592—20233.4接觸力contactforce3.5平均接觸力meancontactforceFm接觸力的統(tǒng)計平均值。3.6靜態(tài)接觸力staticcontactforce機(jī)車車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)時，在受電弓升弓裝置作用下，受電弓弓頭向上施加在接觸線上的平均垂直力。3.70接觸力各數(shù)據(jù)值和平均接觸力之差的平方和除以數(shù)據(jù)值個數(shù)減1的方根。3.8受電弓部件周圍的空氣流動而作用在受電弓上的附加垂向力。3.9接觸力值為Fm-3σ的值。3.10接觸力值為Fm+3σ的值。3.11保持受電弓滑板在指定高度的拉索測量力值。3.12總平均抬升力totalmeanupliftforce弓頭不與接觸線接觸時所測得的垂向力。注：該力的大小等于靜態(tài)接觸力與在給定弓頭高度考慮速度情況下由空氣產(chǎn)生的空氣動力之和，其值是在環(huán)境風(fēng)3.13在受電弓弓頭處施加一定頻率范圍的動態(tài)激勵時，儀器設(shè)備測量力和受電弓所受施加力之間的3.14錨段長度tensionlength架空接觸網(wǎng)的錨段兩端下錨固定點之間的距離。3[來源：GB/T32578—2016,3.4.1,有修改]控制區(qū)段controlsection總測量長度中的有代表性部分，其中的測量條件是可控的。受電弓電流pantographcurrent流過受電弓的電流。電流擊穿滑板和接觸線之間的空氣間隙，通常表現(xiàn)為發(fā)射弧光。靈敏度曲線sensitivitycurve在關(guān)注的光譜區(qū)內(nèi)，電弧功率密度與探測器響應(yīng)量之間的關(guān)系表達(dá)。額定電流nominalcurrent機(jī)車車輛輸出額定功率時流過一個受電弓的電流。燃弧率percentageofarcingNQ機(jī)車車輛在特定運行速度時的一種弓網(wǎng)相互作用的特性，按公式(1)計算?！?1)tarc—--—持續(xù)大于5ms的燃弧的持續(xù)時間，單位為毫秒(ms);troal———在控制區(qū)段內(nèi)的受電弓電流大于30%額定電流的運行測量總時間，單位為毫秒(ms)。[來源：IEC62486:2017,3.18,有修改]接觸線彎曲應(yīng)力contactwirebendingstress受電弓通過時接觸線產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力變化值。接觸力為零時的狀態(tài)。下列符號適用于本文件。asenor,:第i個加速度傳感器測量的加速度值。c:與速度相關(guān)限制計算用的測量系統(tǒng)對空氣動力的影響系數(shù)。d:燃弧傳感器和光源(滑板)之間的距離(見圖4)。drer:電弧探測器與光源的參考距離。Fpplicd:施加于受電弓弓頭上的接觸力。F.:接觸力。4GB/T32592—2023Fm:平均接觸力。F?:第i根拉索測量力值。f.:最大頻率。J:傳遞函數(shù)精度。ka:加速度傳感器個數(shù)。kf:力傳感器個數(shù)。NQ:燃弧率。n:頻率級數(shù)。troa:在控制區(qū)段內(nèi)的受電弓電流大于30%額定電流的運行測量總時間。v:行駛速度。x:可測量到的最小燃弧的能量密度。xnei:在參考距離處檢測的最小燃弧產(chǎn)生的表面功率密度。接觸網(wǎng)和受電弓之間動態(tài)相互作用的測量用于驗證受流系統(tǒng)的運行可靠性和運行質(zhì)量。不同受流列和架空接觸網(wǎng)的類型等，其中受電弓的參數(shù)和排列應(yīng)按照GB/T21561.1和GB/T21561.2的規(guī)定，架空接觸網(wǎng)的類型應(yīng)按照GB/T32578的規(guī)定。應(yīng)確保測量的可重復(fù)性和結(jié)果的可比較性。6總平均抬升力的測量拴系測試確定拉索力?？偲骄κ侵付ǜ叨?、速度和測量條件下測得的拉索力的所有平均值的總和。空氣動力是總平均抬升力和靜態(tài)接觸力之間的差值。應(yīng)在無超高的水平軌道上檢查調(diào)整精度。調(diào)整滑板，使其相對于軌面的偏差在平行軌道和垂直軌試驗過程中接觸線不應(yīng)接觸試驗受電弓。5GB/T32592—2023注1:拴系測試的弓頭和接觸線之間的典型距離為10cm～15cm。受電弓運行引起的接觸線最大動態(tài)抬升量能采2——滑板；圖1拴系測試設(shè)置示意圖各行駛速度下的平均抬升力應(yīng)通過測量表1中初始試驗速度和列車最高運行速度之間的拉索力進(jìn)行評估。應(yīng)根據(jù)列車最高運行速度選擇速度調(diào)整步長。列車最高運行速度初始試驗速度注2:完整的速度范圍中的典型調(diào)整速度步長為20km/h或由5擋組成。除根據(jù)第5章記錄的條件外，還應(yīng)包括列車配置和行駛方向以及滑板的限制高度和磨損條件。應(yīng)根據(jù)拴系試驗的結(jié)果給出作為測量配置速度函數(shù)的總平均抬升力。試驗方法。本試驗方法應(yīng)包括受電弓(車頂布局)周圍的空氣動力學(xué)條件。6GB/T32592—20237接觸力測量7.1一般要求應(yīng)通過受電弓上的力傳感器完成接觸力的測量，見圖2,力傳感器應(yīng)接近接觸點。1——接觸線；2——滑板；4——受電弓上臂；5——機(jī)車基礎(chǔ)框架或機(jī)車頂；圖2接觸力測量示意圖接觸力測量系統(tǒng)應(yīng)測量垂直方向的力，排除其他方向的力(如接觸摩擦)的干擾。所有傳感器應(yīng)根據(jù)測量條件進(jìn)行溫度補償。對于帶有獨立滑板的受電弓，每個滑板應(yīng)進(jìn)行單獨的測量。分段滑板視作一塊整體滑板，見圖3。標(biāo)引序號說明：3——主體。圖3分段滑板示意圖測量系統(tǒng)工作不應(yīng)受電磁干擾影響。應(yīng)減少因安裝測量系統(tǒng)而導(dǎo)致的與受電弓原始質(zhì)量和幾何尺寸的偏差。7測量系統(tǒng)的最大誤差應(yīng)小于測量值的10%。接觸力應(yīng)通過公式(2)計算，其中包括來自力傳感器和加速度傳感器(慣性力的修正見7.3)的信號以及空氣動力修正，見7.4。7.2測量系統(tǒng)的空氣動力影響測量系統(tǒng)應(yīng)排除任何影響空氣動力從而導(dǎo)致測量結(jié)果改變大于5%或c×v2且c=8N/(300km/h)2中較大值的影響因素。7.3慣性力的修正應(yīng)校正由傳感器和接觸點間質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力。慣性力應(yīng)通過測量各部件的加速度來完成。7.4空氣動力的修正修正應(yīng)處理空氣動力對傳感器和接觸點之間各部件的影響。空氣動力的測量應(yīng)通過空氣動力試驗完成。公式(2)中的空氣動力修正力Feor,cr應(yīng)通過同時測量總平均抬升力(例如，根據(jù)第6章通過拴系測試)和傳感器力得出?？偲骄εc傳感器力之和的平均值之差給出了該受電弓測量系統(tǒng)的空氣動力修正。應(yīng)在規(guī)定的配置中建立空氣動力修正。7.5測量系統(tǒng)的校準(zhǔn)應(yīng)經(jīng)過實驗室測試驗證測量系統(tǒng)對力的測量準(zhǔn)確度。應(yīng)對配置了完整的力測量設(shè)備和所有加速度傳感器、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(自動測量記錄傳導(dǎo)、光學(xué))和放大器的完整受電弓進(jìn)行本項測試。該試驗施加的平均力應(yīng)等于靜態(tài)接觸力。如果受電弓接觸力隨速度的增加而增加，試驗應(yīng)在最大準(zhǔn)靜態(tài)接觸力時完成。應(yīng)確定傳遞函數(shù)幅值。注1:如果施加一個正弦變化的力，其典型振幅采用靜態(tài)接觸力的士15%。測試在以下兩種狀況下完成：-——外力施加在受電弓弓頭中心；——外力施加在距弓頭中心線250mm處；或者，受力點盡可能接近該值；如使用其他值，應(yīng)在測試報告中記錄下來。測試應(yīng)使用與第6章中使用的約束高度相當(dāng)?shù)氖茈姽M(jìn)行。所施外力與測量力的測量頻率應(yīng)以0.5Hz的頻率間隔從0.5Hz逐步增加到20Hz,但在共振頻率處應(yīng)減小頻率間隔。接近共振頻率的頻率間隔應(yīng)詳細(xì)說明。注2:傳遞函數(shù)是一個連續(xù)函數(shù)，在共振頻率附近變化較大，所以需在共振頻率附近減小采樣頻率間隔。應(yīng)使用公式(3)計算傳遞函數(shù)的精確度J。8GB/T32592—2023Fmeasured/Fapplied——傳遞函數(shù)。在頻率不超過20Hz時(與7.1保持一致),測量系統(tǒng)的傳遞函數(shù)的準(zhǔn)確度應(yīng)大于90%。為了達(dá)到7.6測量參數(shù)時間采樣時，采樣頻率應(yīng)大于200Hz;距離采樣時，采樣點間隔應(yīng)小于0.40m。接觸力應(yīng)進(jìn)行截止頻率為20Hz的低通濾波。濾波器應(yīng)采用六階或更高階濾波。可使用模擬或數(shù)字濾波器。測量范圍應(yīng)至少為：7.7測量結(jié)果應(yīng)對在控制區(qū)段內(nèi)進(jìn)行的測量進(jìn)行評價。為了計算統(tǒng)計值，控制區(qū)段不宜小于一個錨段長度。根據(jù)測量的需求，能選擇相應(yīng)較短區(qū)段。對于一個控制區(qū)段，應(yīng)至少計算以下統(tǒng)計值：----平均接觸力(Fm); 接觸力最大統(tǒng)計值(F.+3σ);——接觸力最小統(tǒng)計值(Fm-3σ);——接觸力標(biāo)準(zhǔn)偏差(σ);8位移測量8.1一般要求測量系統(tǒng)應(yīng)排除任何可能導(dǎo)致測量的位移結(jié)果改變大于3%的影響因素。8.2接觸點的垂向位移接觸點的垂向位移的測量與受電弓底架的基準(zhǔn)位置相關(guān)。測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度應(yīng)小于10mm。8.3定位點抬升測量系統(tǒng)誤差(包括其對架空線路系統(tǒng)的影響)應(yīng)小于5mm。為確保測量結(jié)果具有代表性，應(yīng)在同一位置記錄風(fēng)速。8.4接觸網(wǎng)上其他位移的測量測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確度應(yīng)優(yōu)于振幅測量值的10%或不大于10mm,二者準(zhǔn)確度取較高值。99燃弧測量9.1一般要求用來檢測燃弧的探測器，應(yīng)對銅材料產(chǎn)生的光波長敏感。對于銅和銅合金接觸線，使用的波長范圍應(yīng)是220nm～225nm或323nm～329nm。測量系統(tǒng)不應(yīng)對波長大于330nm的可見光敏感。探測器應(yīng)：—-—接近受電弓以獲取足夠高的靈敏度；——接近機(jī)車縱軸以獲取足夠高的靈敏度；——根據(jù)車輛的行駛方向安裝于受電弓的后側(cè)；—-—對準(zhǔn)相對于行駛方向最后的滑板；—-—在受電弓弓頭工作區(qū)域的角度范圍內(nèi)靈敏，誤差應(yīng)小于10%;注2:極限值的變化取決于測量裝置與燃弧產(chǎn)生處兩者之間的距離。應(yīng)根據(jù)需研究的問題，定義具有相關(guān)參考距離(dre)的參考閾值(xret)。注3:在參考距離(d)為5m的情況下，調(diào)查電流采集質(zhì)量的參考閾值(xm)的共同值為：探測器放置實例的側(cè)視圖見圖4。標(biāo)引序號說明：1——受電弓最大工作高度；2———受電弓正常工作高度；3———受電弓最小工作高度；5——車行方向。圖4探測器安裝位置GB/T32592—20239.2燃弧檢測系統(tǒng)的校準(zhǔn)探測器應(yīng)根據(jù)9.1在關(guān)注光譜范圍內(nèi)的能量密度下，對探測器進(jìn)行校準(zhǔn)。靈敏度曲線應(yīng)通過測量探測器的模擬輸出量來確定，以響應(yīng)傳感器上輸入的校準(zhǔn)光。量探測器模擬輸出得到。應(yīng)規(guī)定最小燃弧能量密度(x)?！?60(1±10%)μW/cm2(在25kV交流的架空接觸網(wǎng)下);9.3操作距離的調(diào)整在測量時，如果傳感器和光源的距離與參考距離(d)不同，則應(yīng)調(diào)整探測器的參考閾值(xr)。調(diào)整如下：———依照1/d2的規(guī)則，確定出這個參考距離下能探測到的最小燃弧的能量密度；——使用校準(zhǔn)值來確定這個信號的能量密度水平；——繼而通過公式(4)確定新的能量密度閾值(x)與新的測量距離(d)的關(guān)系。系統(tǒng)應(yīng)至少測量：——各燃弧持續(xù)時間；--—測試期間列車運行速度；———記錄燃弧沿著架空接觸網(wǎng)的位置(千米標(biāo))。9.5測量結(jié)果測量值的表示應(yīng)在一個控制區(qū)段內(nèi)來進(jìn)行?？刂贫尾灰硕逃?0km或行程時間不宜短于200s,并宜以恒定速度行駛。運行速度誤差在±5km/h以內(nèi)。根據(jù)測量目的，能選擇較短的評估分段。間隙小于100μs的多個連續(xù)電弧應(yīng)計為1次電弧。注1:為得到有代表性的接觸網(wǎng)測量結(jié)果，大于30%額定電流的總持續(xù)時間，不小于經(jīng)過一個錨段長度的檢測運行時間。在該持續(xù)時間內(nèi)，不被減小電流的分段干擾，并且運行速度保持恒定。注2:受電弓電流大于30%額定電流時每千米的燃弧次數(shù)，或在關(guān)注區(qū)段每千米的燃弧次數(shù)，均是可記錄的測量結(jié)果。對于一個控制區(qū)段，應(yīng)至少提供下列數(shù)值：—-—列車運行速度；-——燃弧次數(shù)； 燃弧持續(xù)時間總和()——最大燃弧持續(xù)時間；—--—在控制區(qū)段內(nèi)的受電弓電流大于30%額定電流的運行測量總時間(to