第一节 高速接触网的振动特性
高速铁路接触网的特点及要求
高速铁路接触网的特点及要求发布时间：2021-09-27T08:23:21.893Z 来源：《新型城镇化》2021年16期作者：潘鹏[导读] 这就使接触网与受电弓的波动特性发生变化，从而对受电弓产生影响。
呼和浩特供电段乌兰察布供电车间内蒙古呼和浩特 010000摘要：接触网是电气化铁路的主要设备之一，随着我国电气化铁路运营速度的不断提高，确保接触网处于良好状态，保障不间断供电，维持良好的弓网关系动态特性成为保证高速或快速列车安全稳定运行的重要前提，接触网的各种静态参数能否满足设计的要求是获得良好的接触网弓网关系的基础，因此在新建或扩建电气化铁路以及在电气化铁路日常运营维护中，常常需要对一些主要的接触网静态参数进行测量，他们包括接触线高度、接触线拉出值、定位管坡度、支柱位置、线岔数据、锚段关节数据等，通过检测获得的接触悬挂数据基础数据进行分析或处理，可以在常规巡检时及时发现接触网隐患，消除各种故障，保障线路安全运行。
关键词：特性；要求；弓网关系一、高速弓网系统的受流特性1、高速受电的特点（1）高速列车的行车速度较常速列车高得多，因而受电弓沿接触网导线移动的速度大大加快。
这就使接触网与受电弓的波动特性发生变化，从而对受电弓产生影响。
（2）高速列车在高速运行时所受的空气阻力远较常速列车大得多，空气动态力也是影响高速受电的一个重要因素。
（3）高速列车所需的牵引功率较常速列车大得多，若采用多弓受电必然会增加阻力、加大噪声并引起接触网的波动干扰，因而受电弓的数量不能太多，这就需要解决受电弓从接触网大功率受电的问题。
2、接触网—受电弓系统高速列车的受电是通过受电弓与接触网的接触导线紧密接触而实现的，因而受电是否正常直接取决于接触网—受电弓系统的技术状态。
一个工作可靠的接触网—受电弓系统是确保高速列车良好取流的根本条件。
由于接触网的接触导线是一根具有弹性的导线，受电弓也是一个弹性体，故而两者构成的是一个相互接触的弹性系统。
高速铁路接触网振动特性分析
高速铁路接触网振动特性分析摘要：高速铁路中的受流问题是一个非常重要的研究课题，发达国家将弓网关系置于与轮轨关系同等重要的位置,我国至今对高速铁路弓网关系的研究还不够深入。
由于高速接触网存在波动和振动，会导致接触网零件因疲劳或磨损而失效。
采用带有阻尼装置的弹簧振子作为振动力学模型，同时考虑接触网波动影响，分析高速接触网上定位点的振动特性。
通过对高铁接触网现场实测波形的分析，得出高铁接触网振动固定点的初步特征，提出减小振动、增加接触网稳定性及高速振动试验方法。
关键词：高速铁路；接触网；振动高速铁路接触网是高速铁路的重要设备，是动车组供电的保障，也是一个庞大的机械系统，具有弹性及惯性。
当动车组高速通过时，在受电弓抬升力的作用下，接触线会在静态时的平衡位置上下振动。
接触网振动的结果，一方面会使接触网产生的动态力，使零部件的应力发生变化；另一方面会使接触网各种活动关节磨损增加，进而影响到接触网的可靠性。
实际检验和失效分析结果表明，绝大多数的接触网零件失效均与振动引起的疲劳或磨损有关。
开展高速接触网振动试验，是检验和验证接触网零部件产品能否满足高速铁路使用要求的重要手段，研究高速铁路接触网振动特性，有助于建立模拟振动试验系统与评价标准，完善高速铁路接触网产品检验和评价体系。
一、接触网的振动现象振动是指物体在外力作用下偏离静态时的平衡位置，并在其平衡位置附近做往复运动的力学现象。
实践证明，只要系统具有弹性与惯性，当有扰动时，振动就会发生。
振动在机械系统中是十分常见的。
接触网上的弓网接触点(比如定位点)，当受电弓通过时，在受电弓抬升力的作用下，该定位点就会偏离平衡位置，当受电弓通过后，该点会做上下垂直往复运动。
选定某一定位点作为研究对象，该点的弹性实际来自于接触网与承力索的张力以及线索在张力作用下的弹性变形，惯性则由选定点的定位器、接触线等器材的质量决定。
实际发生振动时，由于定位器为铰接，关节处存在摩擦，加之存在空气阻力等因素，该定位点的振动是一种自由衰减振动。
高速铁路振动特点及控制技术
《城市区域环境振动标准》（GB 10070—1988）的规 定，铁路干线两侧列车运行所引起的环境振动标准规定为：昼 间80 dB、夜间80 dB。这里所指的铁路干线两侧是指距每日 车流量不少于20列的铁道外轨30 m外两侧的住宅区。这项标 准是基于我国既有铁路振动影响而确定的，而未考虑高速铁路 的特点。
高速铁路振动特点及控制技术
1.3 高速铁路振动控制技术
2.线路、桥梁方面
（1）采用无缝长钢轨，修磨钢轨使其平滑；采用低弹枕木和隔振垫 板，以及浮动式板式轨道。
（2）采用预应力混凝土桥，改变梁式高架桥的长度和跨度，安设动 态减振器，控制振动辐射方向；尽量不采用无砟钢结构桥。
（3）采用隔振沟，设置柱列式、全反射、连接型隔振墙，以控制振 动的传播，避免产生二次激励振动。
（4）采用排水固结技术，设置人工复合地基、反压护道、基底约束 齿墙等路基地基加固设施，使路基巩固，减轻振动的频率。
1.动车组方面
（1）动车组车辆轻型化。降低车辆轴重，以减少轮轨之间垂直动 力的作用。
（2）采用弹性车轮。在轮箍与轮心间添加橡胶垫，以防止振动和 消除轮轨间的噪声。
（3）改进车辆的转向架结构。如选择柔软的弹簧悬挂系统，以降 低车体的浮沉自振频率；安装具有阻尼特性的油压减振器，以减轻车体 的横向振动或垂直振动；采用空气弹簧和橡胶件，以隔离和吸收高频振 动，避免产生二次激励振动等。
高速铁路振动特点及控制技术
1.2 高速铁路振动环境评价标准
考虑上述影响因素，参照国外（主要是日本）高速铁路有关资 料，振级VL的计算公式为
VL=L0+Ld+Lg+Lt+Lb+L1+Ls 式中， L0为参考条件下的振级；Ld、Lg、Lt、Lb、L1、Ls分别为 距离、地质条件、列车速度、基础、高架桥、线路条件下的振级修正 量。 日本新干线的研究结果表明，距离轨道20 m处，软土地质，钢梁 结构高架桥，预制桩结构，速度200 km/h环境下，L0为97 dB。
高速铁路接触网特点及要求
§2－2高速铁路接触网特点及要求
一、高速接触网与普速接触网的比较
① 接触网的波动特性发生了变化。 ② 空气阻力对弓网的作用明显。 ③牵引负荷大，对接触网的电气强度及接地系统有 更高的要求 。 ④ 线索张力大，对接触网的机械强度，受流稳定性 要求更高。 ⑤ 牵引电流大，高速列车单车电流可达600～1000A， 而普速列车电流一般不大于300A。高次谐波产生的 高频电磁场对通 讯环境有较大影响，应采取必要的 防护措施。 ⑥ 运行密度高。客运专线列车追踪间隔一般为3～4 分钟；客运专线列车运行速度一般在250km/h以上。
◇ 静态作用力越小，机械磨耗越小，但不利于受电弓克服风、震 动等惯性，难以稳定取流，必然产生不合适的电弧，增大滑板和 接触线的电气磨耗，滑板和接触线的合理使用时限也会缩短。 ◇动态下的弓网作用力，表现为运行中的受电弓对接触线的瞬时 作用力，反映了受电弓和接触网的动态特性。 ◇当弓网动态作用力大到超过一定数值后，一方面造成接触网和 受电弓的不合理磨耗，降低其使用时限；另一方面还会引起接触 线的过度抬升，加快接触线的机械疲劳，甚至造成弓网事故； ◇当弓网动态作用力低于一定数值后，取流效果下降，甚至引起 电弧，烧损滑板、接触线，大的电弧甚至可烧断承力索。
§2－2高速铁路接触网特点及要求
二、高速弓ห้องสมุดไป่ตู้系统的受流特性
接触网
受电弓
2、接触网—受电弓系统
弓网受流
◇弓和网是两个独立的机电系统，受电弓高速移动，接触网 固定不动， 二者是动与静，刚与柔的耦合 ◇受电弓和接触网的设备属性和功能属性相分离； ◇ 弓网是一个整体，是一个系统； ◇弓网受流问题是一个系统工程问题，设计、分析、解决弓 网问题必须从系统的认识出发，设计和实施一个整体，以求 达到所希望的效果。 ◇系统工程是工程技术，是技术就不宜泛称为科学。
高速接触网的特点
高速接触网的特点作者：中国铁路来源: 高速铁路技术更新时间：2007-08-18高速列车是靠受电弓与接触导线的滑动接触来获取电能的，所以，高速铁路的接触网是与速度直接相关的，关系更为密切，它必须满足高速列车受流的要求，高速接触网除具有常速下电气化铁路接触网的性能和特点外，还具有下列特点：1.由于高速铁路安全性的要求，高速接触网必须具有很高的安全性，这主要表现两个方面：①接触网设备本身应具有很高的运行安全性和可靠性；主要设备和零部件的使用材料应选用强度高、耐腐蚀、电气性能好的材料，在制造结构方面应做到设计合理，制造精良，以确保设备和零件的使用寿命。
②接触网的设计和安装的主要几何参数应适应高速铁路的运营要求，接触网与运营安全性直接相关的几何参数有：拉出值、导线高度、定位器坡度、线岔位置、锚段关节。
下面分别介绍：(1)拉出值：高速铁路中，由于列车速度的提高，机车车体和受电弓的横向摆动量的增大及受电弓滑板宽度的缩小，接触导线的拉出值一般都小于常速电气化铁路接触导线的拉出值。
如：高速铁路接触导线的拉出值均为200～300 mm，其中，直线区段200 mm，曲线区段300 mm。
(2)接触导线高度：由于高速电气化线路上不运营超限货物列车，高速接触网的导线高度低，在5 300～5 500 mm之间。
(3)定位器坡度：高速行驶时，受电弓弓头和上下部框架受空气动态力的影响，最终结果是增大了受电弓对接触导线的抬升力，导致接触导线的动态抬升量增大，接触导线上下振动剧烈，定位器抬升量增大，如果定位器坡度不足，定位器根部或支持器将撞击受电弓滑板，危及行车安全，因此，高速接触网定位器坡度较大或采用新型结构的定位器。
(4)线岔位置：由于导线抬升量的增大和提高受流性能的要求，常速电气化铁路接触网的直接交叉式线岔已不能适应高速的要求，高速接触网的线岔一般采用无交叉线岔。
(5)锚段关节：由于高速接触网张力的增大，另外，工作支和非工作支过渡平滑的要求，高速铁路的接触网将采用三跨或五跨锚段关节。
高速铁路接触网低频振动及零部件防松技术分析
高速铁路接触网低频振动及零部件防松技术分析摘要：接触网系统是与高速铁路动车组运行速度及运输安全最直接相关的核心设备之一，其运行环境恶劣且无备用，一旦出现故障将直接影响高速铁路的正常运输和行车安全。
本文对高速铁路接触网低频振动及零部件防松技术进行了分析。
关键词：高速铁路接触网；低频振动；零部件；防松技术目前我国高速铁路对弓网运行安全影响较大的接触网关键零部件普遍采用了M8-M20规格的螺栓连接方式，由于数量众多且安装在动车组运行线路上方，处于频繁振动工况，螺母一旦松动对铁路供电可靠性和行车安全影响较大，所以零部件防松安全技术不容忽视。
一、高速铁路接触网概述高速铁路接触网是沿铁路线上空架设的供电输电线路，其一旦停电，或与接触网接触不良，对列车的供电将会产生影响。
因此接触网的质量和工作状态将直接影响着高速铁路的运输能力。
由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化，所以对接触网提出以下要求：①在高速运行和恶劣的气候条件下，能保证电力机车正常取流，要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。
②接触网设备及零件要有互换性，应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力，并尽量延长设备的使用期限。
③要求接触网对地绝缘好，安全可靠。
④设备结构尽量简单，便于施工，有利于运营及维修。
在事故情况下，便于抢修和迅速恢复送电。
⑤尽量降低成本，特别要注意节约有色金属及钢材。
二、高速铁路接触网振动波形分析根据我国高速铁路接触网动态抬升的计算机模拟及检测数据,动车组运行通过一个定位点时接触线竖向振动波形如图1所示,在第7s时受电弓到达该检测点并冲击接触线,产生竖向峰值57mm,随后接触线处于低频振动状态,频率在1.1Hz左右,振幅≤20mm。
在动车组重联运行、双弓取流时定位点接触线竖向振动波形如图2所示,由于该点接触线受到两次受电弓冲击,竖向峰值提高到92mm,随后接触线振动频率在1.0Hz左右,振幅≤20mm。
高速铁路桥梁设计中的振动特性分析
高速铁路桥梁设计中的振动特性分析在高速铁路桥梁设计中，振动特性是一个至关重要的被关注的问题。
因为高速铁路桥梁的设计和施工对于行车安全至关重要，任何振动特性问题都有可能对铁路的稳定性和安全性产生影响。
因此，本文将深入探讨高速铁路桥梁设计中的振动特性分析。
一、桥梁振动的类型在桥梁设计中，主要存在三种类型的振动：自由振动、强迫振动和共振振动。
自由振动是桥梁固有频率下的振动，通常情况下无法避免。
强迫振动是由于行车荷载、风力等外界环境作用下的振动。
共振振动是由于桥梁固有模态与外界激励的频率相等而发生的振动。
二、振动特性分析方法在进行桥梁振动特性分析前，首先需要确定桥梁材料的物理参数。
接着，可以使用有限元方法来进行振动分析。
其中，弹性反演法是比较常用的一个方法。
通过采用弹性反演法，可以对桥梁的动态响应做出准确的估计，从而确定其在实际行车中的可靠性。
三、振动控制策略对于高速铁路桥梁设计中的振动问题，调节桥梁的自然频率是其中的一个常见振动控制策略。
例如，可以在桥梁下方增加减振器、减震隔热器或者降低桥梁的刚度等方式来控制桥梁的振动特性。
另外，可以采用主动控制技术来控制桥梁的振动。
主动控制技术涵盖了多种控制策略，例如：被动管道隔振技术、自适应隔振技术、时变参数控制技术、主动质量调节技术等。
它们的实现方法常基于现代控制理论和计算机仿真技术。
四、振动分析实例作为振动控制技术实践探讨的一个例子，我们可以以长江大桥的实际案例来进行分析。
长江大桥是一座横跨中国长江的大型混凝土悬索桥，自1990年开通以来，其一直被视为振动控制技术的示范项目。
通过计算机模拟，振动试验以及现场实测，长江大桥的振动特性得到了充分的分析和探究，同时也得到了有效的控制。
综上所述，高速铁路桥梁设计中的振动特性分析问题在铁路交通工程中具有重要意义。
通过对桥梁材料物理参数、振动分析方法、振动控制策略以及实例的探讨，我们可以更好地理解振动控制技术。
同时，我们也可以看到，通过不断的技术研究和探索，对于桥梁振动控制技术的研究和发展将会迎来更加广泛的前景。
2高速接触网弓网关系
3 接触网和受电弓的相互作用
2020/11/27
3 接触网和受电弓的相互作用
弓网接触压力与运行速度的关系曲线
2020/11/27
3 接触网和受电弓的相互作用
2020/11/27
3 接触网和受电弓的相互作用
2020/11/27
3 接触网和受电弓的相互作用
2020/11/27
动态因素
受电弓的跟随特性
与受电弓工作高度有关
受电弓的空气动力特性与 受电弓数量及间距有关
2020/11/27
2 高速接触网的振动特性
2020/11/27
2 高速接触网的振动特性
2020/11/27
2 高速接触网的振动特性
2020/11/27
2 高速接触网的振动特性
2020/11/27
2 高速接触网的振动特性
所谓受电弓的归算质量，就是把整个活架式的受电弓 归算到接触线高度的一个质量，它与受电弓弓头具有相等 的垂直加速度。归算质量不是一个常数，与受电弓的升高 程度有关。
2020/11/27
3 接触网和受电弓的相互作用
2020/11/27
3 接触网和受电弓的相互作用
2020/11/27
3 接触网和受电弓的相互作用
高速受流技术是高速电气化铁路关键技术之一。
弓网关系强调接触网与受电弓是一个整体，研究弓网关系就 是研究两者间的相互作用。
2020/11/27
1 弓网关系的主要问题
振动系统 移动负荷 动态接触
2020/11/27
1 弓网关系的主要问题
2020/11/27
1 弓网关系的主要问题
2020/11/27
1 弓网关系的主要问题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2016/10/27
1 弓网关系的主要问题
振动系统 移动负荷 动态接触
2016/10/27
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
接触线与滑板的匹配 接触线和滑板的使用寿命取决于: 受电弓作用在接触线上的接触压力； 制作受电弓和滑板的材料； 滑板的数量和制作尺寸； 通过接触点的电流； 牵引车辆的速度； 线路处于隧道或区间的环境系数。
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
动态因素 受电弓的跟随特性 与受电弓工作高度有关 受电弓的空气动力特性与 受电弓数量及间距有关
2016/10/27
2 高速接触网的振动特性
2016/10/27
2 高速接触网的振动特性
2016/10/27
2 高速接触网的振动特性
2016/10/27
2 高速接触网的振动特性
2016/10/27
2 高速接触网的振动特性
1 弓网关系的主要问题
2016/10/27
1 弓网关系的主要问题
2016/10/27
1 弓网关系的主要问题
2016/10/27
1 弓网关系的主要问题
2016/10/27
1 弓网关系的主要问题
2016/10/27
2 高速接触网的振动特性
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。
第一节
高速接触网振动特性
华东交通大学电气学院电气化教研室刘仕兵
2016/10/27
概述
接触网——受电弓系统的受流（能量传递）过程是在动态中 完成的。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。
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
弓网接触压力与运行速度的关系曲线
2016/10/27
纯铜和铜合金（纯铜、银铜合金、镁铜合金等） 已成为接触线的主要材料，这也决定了接触网成本 比较高 钢、铜合金、石墨和金属碳已经用作滑板材料
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
弓网接触压力 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
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
动态接触压力分力
当受电弓高速运行时，弓头上下振动，根据牛顿第二 定律，受电弓弓头归算质量与弓头上下振动的加速度之积 为动态接触压力分力。它主要取决于速度、架空接触网和 受电弓的动态特性及其数量和间隔，还取决于牵引车辆的 运行状态和线路质量。 所谓受电弓的归算质量，就是把整个活架式的受电弓 归算到接触线高度的一个质量，它与受电弓弓头具有相等 的垂直加速度。归算质量不是一个常数，与受电弓的升高 程度有关。
2016/10/27
2 高速接触网的振动特性
与接触网振动有关的因素： 静态因素 接触网的弹性（弹性——单位垂直作用力弓起接触线的抬 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。
3 接触网和受电弓的相互作用
2016/10/Βιβλιοθήκη 73 接触网和受电弓的相互作用
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
2016/10/27
2016/10/27
2 高速接触网的振动特性
2016/10/27
2 高速接触网的振动特性
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
2016/10/27
3 接触网和受电弓的相互作用
接触线与受电弓的相互作用决定供电可靠性 和供电质量。起相互作用依赖于受电弓和接触网 的设计方案及大量的参数。 弓网系统要求通过连续的，即不中断的电气 和机械接触给牵引车辆供电，与此同时要求接触 线和滑板的磨耗保持尽可能低的程度