hsl的接触网毕业设计正文

hsl的接触网毕业设计正文内容摘要：

统。 很大部分都是关系曲线，只有很少的数字量，所有曲线当中他们最关心的也是接触压力曲线。 图 4是力传感器的安装示意图。 4个力传感器 分别用 ，．、 ，、 F F4表示 ，FJ 是预测的弓网间的接触力，它包含静接触力，受电弓惯性力及空气动力等 ， 是滑板重量， m是滑板 的当量质量 ， n 是 受电弓加速度。 FI=Fl+F2+， 3+F4177。 肌 z 一。 和 m是固定值 ，不需测量，只要用 4 个传感器测出 F。 、 、 、 F4，用加速度计测出“，则接触力就可以计算出来。 在接触网的动态检测中，以上阐述的是比较重要的测量参数，当然还有很多其他的技术参数需要测量，这里就不再赘述。 存在的问题 现在刚性检测技术遇到的主要问题如下。 技术标准的制定 因为国内外均没有刚性检测车的相关经验 ，所以具体检测数据的标准至今无法确定，给检测结论的得出造成一定的障碍，暂时只好在静态检测标准的基础上给出一定的误 差范围来衡量接触网的技术状态是否满足运营要求。 最终的技术标准如何确定，还要在运行实践积累的基础上和设计厂商共同探讨制定，估计这是一个比较漫长的过程。 接触线磨耗的测量 这是个世界性的课题，不是说现在完全没有此参数的检测方法，只是无论哪种检测方法都不能较好地解决问题，而且相关的技术和设备要求都非常严格，在检测效率和经济性能方面得不偿失。 、 柔两种悬挂检测的兼容 石家庄铁道学院毕业设计 因为广州地铁的牵引供电系统涉及到刚性接触悬挂的同时，还涉及到很大一部分弹性悬挂。 从长远来看广州地铁 4号线以后还有第三 轨牵引供电，所以，如何配置软硬件来满足不同设备的检测要求，仍面临着定的困难。 这里的困难主要是因为各种接触悬挂的组成、结构不同，其相关测量参数的项目和要求精度也不同，所以如何很好地解决此问题，也是我们面临的课题。 如果能够解决兼容问题，可以极大地节约运营成本 ，提高经济效益。 因为所有参数的测量都是以车体为载体的，车体在运行过程 中具有比较复杂的运动状态 ，包括车体的摆动和震动等。 广州地铁的接触网检测车也安装了相关的补偿系统，但是效果如何还需实践检验。 动态测量系统及其检测车技术已成熟， 国内外 在使用中已经取得很大成效。 不仅用于接触网的建安、检测和 对新 建或调 整后 的接触 网进 行验 收 ，而更多地用在运营中的检测。 发现问题及时维修，避免因故障而引发事故，并能延长其使用寿命。 动 态检测对接触网评价更加全面，能按检测结果进行有目标的维修 ，可大幅度地降低接触 网维修工作量。 并提高维修质量，这也为接触网检修实行状态修模式提供了前提条件。 刚性动态检测属于新技术，虽然大部分检测项目和弹性悬挂可以共用，但效果如何还需要在实际运行中检验。 无论如何这都是一项具有开创意义的项目，我们需要耐心和决心来不 断地完善与改进。 准高速铁路接触网动态参数地面测量系统，可测量出在列车通过时，接触导线位移，导线振动加速度和导线应变等动态参数变化。 信号检测采用相应的传感器和动态应变仪，传感器安装在接触导线上，信号传输采用Ｖ－Ｆ变换、Ｆ－Ｖ变换和光纤数据通讯，有效解决了高、低电压隔离，能抗各种电磁干扰和克服气候的响应。 列车速度在０～１７０ｋｍ／ｈ试验结果表明，该系统设计合理，测量结果正确，对分析接触网的振动规律、设计高速电气化铁路接触网具有重要意义。 弓网检测 近年来我国电气化铁路迅速发展 ,而弓网故障已成为影 响接触网安全运营的首要因素 .本文主要分析接触网弓网故障产生的原因 ,并根据多年经验 ,从加强接触网日常检测的角度 ,提出预防弓网故障的措施 众所周知，电力机车最基本的能源来自供电网，而受电弓是电力机车从供电网获得电能的唯一通道。 保证弓网的相对位置，以期保证弓网的可靠接触进而保证向机车可靠供电。 但实际上弓网相对位置由于受下列因素的影响，很难保证其相对位置始终处于正常状态。 石家庄铁道学院毕业设计 工务检修 由于工务检修抬拨道床等原因，可能造成 (机车 )受电弓、股道与接触 网之间的几何位置发生变化，这最终都将以“弓网相 对位置值”的方式表现出 来，其当由于股道所造成的拉出值变化超出受电弓的有效工作范围时，接触网 导线将要滑出受电弓而出现“弓网事故”。 接触网结构工艺 接触网导线的悬空位置是靠承力索、吊弦等一些设备固定的，这些设备 由于其内在的“弹性伸缩，应力变化”，外在的“机械磨损、锈蚀、振动、气 象”等因素的影响。 最终都会导致接触网导线的悬空位置发生变化。 同理，当 其诱发的拉出值增量达到一定量级时，也将造成弓网事故。 弯道 在弯道“顶点”，接触网导线的悬空位置在股道上的投影是 弯道圆弧的 ，’ 3 玄”，为保证“弦中”点的拉出值合格，现有的接触网结构工艺只能通过调 整“拐点拉出值”来修正。 那么，一旦出现“拐点松动”等结构故障，根据相 关的几何学原理可知，其所造成的拉出值增量是不可预料的，如果该增量造成 “动态拉出值”超差，也必然诱发弓网事故。 工作支与非工作支高度差超差 当线岔工作支与非工作支之间的高度差不复合要求时，必然发生刮、拉 弓角的故障。 接触网硬点 对于接触网硬点问题，一直是业内比较头疼的问题，据我们的调研资料 表明，由于接触网硬点 造成的“弓网事故”占弓网事故总和的比重相当大。 尤 其是在机车运用速度不高的时期运用比较稳定的区段，当机车提速以后由于硬 点的原因造成的弓网事故，不得不让我们将接触网硬点的问题重新摆在我们的 议事日程。 石家庄铁道学院毕业设计 离线 离线，是特指受电弓在升弓取流情况下由于接触网硬点、导高突变、接 触网 (受电弓 )结冰、接触网锈蚀等原因造成“弓、网”之间的电气接触不可 靠时，“弓、网”之间所出现的瞬时“脱离”现象。 从电工学原理知道，当出现离线现象时，由于“弓、网”之间存在空气 隙、冰、氧化物等“绝缘介质” ，且这些介质在高压电场的作用下所必然表现 出的电离特性，将对弓、网及机车造成如下危害。 接触网导线的悬空位置是靠承力索、吊弦等一些设备固定的，这些设备 由于其内在的“弹性伸缩，应力变化”，外在的“机械磨损、锈蚀、振动、气 象”等因素的影响。 最终都会导致接触网导线的悬空位置发生变化。 同理，当 其诱发的拉出值增量达到一定量级时，也将造成弓网事故。 弯道 在弯道“顶点”，接触网导线的悬空位置在股道上的投影是弯道圆弧的 ，’ 3 玄”，为保证“弦中”点的拉出值合格，现有的接触网结构工艺只能通过调 整 “拐点拉出值”来修正。 那么，一旦出现“拐点松动”等结构故障，根据相 关的几何学原理可知，其所造成的拉出值增量是不可预料的，如果该增量造成 “动态拉出值”超差，也必然诱发弓网事故。 接触网硬点 对于接触网硬点问题，一直是业内比较头疼的问题，据我们的调研资料 表明，由于接触网硬点造成的“弓网事故”占弓网事故总和的比重相当大。 尤 其是在机车运用速度不高的时期运用比较稳定的区段，当机车提速以后由于硬 点的原因造成的弓网事故，不得不让我们将接触网硬点的问题重新摆在我们的 议事日程。 四 准高速 铁路接触网动态参数测量研究 介绍了准高速铁路接触网动态参数地面测量系统，可测量出在列车通过时，接触导线位移，导线振动加速度和导线应变等动态参数变化。 信号检测采用相应的传感器和动石家庄铁道学院毕业设计 态应变仪，传感器安装在接触导线上，信号传输采用 VF变换、 FV 变换和光纤数据通讯，有效解决了高、低电压隔离，能抗各种电磁干扰和克服气候的响应。 列车速度在 0～170 km/h 试验结果表明，该系统设计合理，测量结果正确，对分析接触网的振动规律、设计高速电气化铁路接触网具有重要意义。 关键词 ： 准高速铁路； 接触网； 加速度； 应变； 位 移； 光纤 中图分类号： U224 文献标识码： A 当列车运行速度超过 160 km/h 时，由于接触悬挂沿跨距的弹性不均匀性以及受电弓惯性力的影响，使受电弓在垂直方向产生具有一定振幅的振动，导致接触压力发生变化，当接触压力趋于零值或小于零值时，取流被破坏。 因此，随着列车速度的提高，首先就意味着要进行接触悬挂结构和性能的改进。 我国过去还没有对接触网动态参数进行过实际测量研究，研制高速铁路接触网动态参数测量的各种设备，对掌握高速下接触网振动规律，选择接触网和受电弓的最佳参数， 准 高速铁路接触网动态参数地面测量系统，其主要功能是：在列车通过时以及列车通过前后，测量接触导线动态参数的变化，测量内容包括：导线铅直方向位移、加速度和导线应变。 设计测量系统时主要考虑的因素有：测量精度，抗电气化铁路的各种电磁干扰，抗温漂，抗振动，全天候工作，解决高、低电压两端的可靠数据通讯，电压隔离，以及整个测量装置的高可靠性。 测量系统结构及原理框图如图 1 所示，主要由高、低电压二部分测量功能模块组成，第一部分包括测量传感器，多路动态应变仪，信号放大器，VF 变换和电 /光转换等，该部分位于高电压侧，机壳及信号地 与 kV 等电位。 第二部分包括：光 /电转换， FV 变换，波形记录和计算机数据采集及处理，该部分位于地面，属低电压侧，外壳与大地等电位。 位于高、低电压两端的测量功能模块，通过光纤进行数据通讯，同时利用光纤也对高电压进行隔离，保障位于地面的计算机及测试人员的安全。 石家庄铁道学院毕业设计 图 1 测量系统结构及原理框图 测量原理为：电阻应变传感器的电桥输出信号和加速度传感器输出信号，经多路动态应变仪，送入信号放大器，位移传感器的输出信号直接送入信号放大器，经信号放大器处理的各种传感器信号，进行电压 频率 (VF)变换，驱动红外发光二极管 (LED)，把电信号变成光信号，通过光纤传输到地面。 在低电压侧，利用红外光电接收二极管(PIN)，完成光 电转换，再通过频率 电压 (FV)变换器，把光纤传输过来的各种传感器测量信号恢复成模拟电压量，最后由波形记录仪和计算机进行数据记录和处理。 在测量中所做的 VF变换和 FV变换，是利用光纤通讯中数字量传输误码率极低，抗干扰能力强，可有效克服电气化铁路中的各种电磁干扰。 在实际测量中还设计了两路返回控制通道，由位于地面的计算机系统通过光纤可控制位于 kV 高电压侧 的多路动态应变仪和位移传感器，进行自动调零和定标。 实际测量中，可根据接触网悬挂情况确定测量点数，定出 i、 j、 k。 为防止试验过程中的各种偶然因素，对每个测量点的检测和数据传输，都彼此独立，相互不影响，也不会因某个环节的故障，导致所有测量点数据丢失。 电压 频率变换器 电压 频率变换器 (VFC)将模拟电压或电流变换为相应的频率脉冲，电路采用精密电荷分配器和标准时基，其输出脉冲频率与输入模拟信号精确成比例，连续跟踪并直接响应于输入信号的电平，如图 2所示。 石家庄铁道学院毕业设计 图 2 电压 频率变换器电路方框图 为提高电路精度，设计电位计 R0、 Rs对电路进行零值和满度调整，使 VFC 工作于满量程线性范围 (即输入电压 Vin=10 mV，调整 R0，使 Fout=10 Hz，然后令 Vin=10 V，调整 Rs，使 Fout=10 kHz)。 电阻 R R2通过基准电压 10 V 偏置 (调整 R1，使 R1+R2=2Ri， Ri为 VFC输入阻抗，将 VFC 设置为双极性输入，以适应位移传感器信号有正负极性的要求。 该电路最大非线性误差控制在 177。 %( 满度 )，满度温漂 177。 10010 － 6/℃ ，电路可工作于 25℃ ～ +75℃ 的环境温度。 图 3 晶体管开关 LED 电路及其开关特性 数字信号抗干扰性好，传输质量高，对于光接收机而言，只需判断有无光脉冲，对脉冲信号形状的要求不高，因此，数字信号调制不受 LED 的非线性影响。 而且，光纤通信系统有带宽宽的特点， LED 开关速率高，便于窄光脉冲的产生，使数据率提高。 图3(a)是数字信号光源驱动电路，它用晶体管作开关完成对 LED 的调制 ［ 5］。 石家庄铁道学院毕业设计 当基极电流为零时， ic非常小，相当于 LED 被关闭，当基极电流为 mA 以上时，由图 3(b)可知， ic≈72 mA ， 并始终保持不变。 当信号脉冲高度在一定数值以上有幅度变化时，电路能保证光脉冲幅度相同。 电容 C 用于提高开关速度。 光接收机及噪声分析 图 4是光接收机及放大电路。 PIN 光接收机前级含噪声源的等效电路如图 5所示，图中 分别代表散粒噪声和热噪 声电流的有效值， Cd为光电二极管的结电容和分布电容的总和， R1为等效前置放大器输入阻抗与光探测器负载电阻的并联。 根据要求的信噪比 (S/N)term，光接收机在热噪声限制下，必需的最小平均光信号功率。