高速铁路接触线分析论文

2022-05-08

评职称或毕业的时候,都会遇到论文的烦恼,为此精选了《高速铁路接触线分析论文(精选3篇)》,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助!摘

高速铁路接触线分析论文 篇1:

西安至成都客运专线西安至江油段(陕西境内)用铜锡接触线施工工艺分析

摘 要:西成客专设计时速250km/h,全段正线设桥隧总长320.466km,占线路总长93.45%。西成客专用接触线为高强高导铜锡合金接触线CTS120、CTS150,其为针对特定的橋隧使用环境,应具有强度高、耐磨、耐腐蚀、耐温升和较好的取流性等特点,本文对对西成客专用铜锡合金接触线技术性能和施工工艺的分析,进一步完善了我国高速铁路用电气化接触线材的加工、生产和施工体系,增强我国高速铁路用接触线产品的竞争力,使我国现有工业体系下的高速铁路相关产品更加面向市场化、国际化。

关键词:铜锡合金;高速铁路;接触线;西成客专;施工工艺

西安至成都客运专线(西成客专)项目位于陕西省南部和四川省中北部地区,行径秦巴山地,连接关中平原、汉中盆地和成都平原。线路北起西安,向南经咸阳、安康两市局部地区及汉中进入四川省境内,后经广元至江油与绵成乐客专相接抵成都,西安至成都线路全长约643km。设计时速250km/h,西安北至江油段线路建筑长度509.312公里,其中陕西省境内342.922km,新设阿房宫、户县东、新场街、佛坪、洋县西、城固北、新集、宁强南车站8处,引入西安北、汉中既有站,全段正线设桥隧总长320.466km,占线路总长93.45%。因此,该段线路对接触线在桥隧内的使用性能提出了特别的工程应用要求。结合具体的施工实际,本文对该段线路的接触线产品性能进行了分析性。

1 技术规格

本文所介绍的西成客专用接触线为高强高导铜锡合金接触线CTS120、CTS150,这两种型号的铜锡合金接触线是依《中华人民共和国铁道行业标准》 ( TB /T2809-2005 电气化铁道用铜及铜合金接触线)进行生产的,适用于时速200km/h~250km/h的高速列车,横截面面积分别为120mm2、150mm2。产品的具体特点及性能指标等如下述。

1.1 西成客专用铜锡合金接触线特点

西成客专用铜锡合金接触线,为针对特定的桥隧使用环境,应具有强度高、耐磨、耐腐蚀、耐温升和较好的取流性等特点。另外,该型接触线还应具有表面清洁、光滑、无硬弯、扭曲、折边、裂纹、夹杂物及其他不利于使用的毛刺、划伤、擦伤等缺陷,内部更没有夹渣、气孔、无裂纹,在正常使用环境条件下质量稳定、机车的运行状态良好等优点。针对西成客专接触线的使用环境,该型接触线的额定张力、外径、单位重量如表1所示。

1.2 西成客专用铜锡合金接触线主要的性能指标

1.2.1形状规格要求

接触线的截面形状、角度符合图1规定

1.2.2 西成客专用铜锡合金接触线主要技术参数

西成客专用铜锡合金接触线采用了上引连铸加连挤连轧工艺生产铜及铜合金接触线,两种工艺都能保证接触线的性能,铜合金接触线根据配比规定配料,在分别投料时,严格按照上述规定计量添加,由工序管理员进行复查并进行记录,监控频次为1次/2小时。该铜锡合金接触线的平直度≤0.026/1000 mm,氧含量≤0.030%。主要化学成分详见表2。各主要技术性能如表3所示。尺寸偏差如表4所示。

由于导体所允许的载流量取决于其发热允许温度,允许温度越高,允许载流量越大。导体发热允许温度受导体载流发热后的强度损失制约,架空导线的允许载流量一般是按气象条件下导线不超过某一温度来计算的,目的在于尽量减少导线的强度损失,以提高或确保导线的使用寿命。

西成客专用铜锡合金接触线采用的是上引连铸+连续挤压+冷拉拔的工艺方法来进行生产的,这样生产的接触线具有强度高、导电率高、韧性好、耐磨、耐腐蚀、耐升温和较好的取流等特点。在满足载流量条件要求下,实际工作温度远低于允许最高工作温度,经济节能,符合铁路“绿色化”的发展方向。我们通过温差计算得出每百公里节能量如表5所示。

2 施工工艺

随着电气化铁路运营时速的提升,高速铁路对导线及施工质量提出了越来越高的要求。而西成客专的运营速度高达250~300km/h,对接触网中的接触线平直度提出了更為严格的要求,接触线工作时的张力也随之提高。由于西成客专用铜锡合金接触线的比强度较以往有较大提高,对展放该接触线的施工工艺提出了更高的要求。同时,接触网架设质量的好坏直接影响着弓网关系和受流质量。为确保受电弓高速运行时能良好取流,避免放线过程中产生硬弯,我们在展放承力索、接触线提时需采用恒张力车进行。

2.1 恒张力放线施工工艺

动力车主要是为放线平板车提供牵引动力,动力车带有低速自动走行功能。在车组进行恒张力放线时,将动力系统置为低速自动走行档,利用其低速自动走行系统为放线车组提供一个平稳的速度;在车组正常运行时则置为运行档。在低速自动走行时,司机既可以在驾驶室操作控制,也可以在作业平台上操作控制,为便于观察,更好地配合好挂线作业人员的施工,规定司机在作业平台操作控制。

放线平板主要用来安装固定整个放线装置,是整个恒张力放线车组的核心部分。放线装置由线盘支架、导向轮、张力盘、张力控制装置等几个部分组成。线盘支架主要是用来固定放线线盘,线盘支架安装了直流电机,保证线盘和张力盘同一转速转动,并使张力盘和线盘之间的线索张力恒定(此张力一般为放线预设张力的10%)。导向轮主要是用来线盘和张力盘、张力盘和抬拨线柱之间线索的走向,避免接触线因角度过大产生折弯和硬弯。张力盘和张力控制装置是恒张力技术的核心部分。张力盘是将张力控制装置给定的张力值传递至接触线,保证接触线的展放过程中的张力,从而保证了接触线的平直度;张力控制装置是用电脑控制,首先是将预先设定的张力传输给张力盘。在张力控制装置中设计一个COMS系统,通过COMS系统每隔15秒对线索的张力检测一次,并将检测值和预设值进行对比、分析和纠偏补偿,从而使接触线的实际张力始终保持恒定。

挂线车主要是将展放出来的承力索和接触线固定在支持结构上,挂线车上安装有一抬拨线柱,主要用来调整接触线展放过程中的方向,便于接触线的安装固定。当然,在实际施工过程中,还可以根据实际情况在挂线车后安排1-3台作业安装车进行中锚安装和定位安装等接触悬挂等作业。

通过上面恒张力放线车的组成及主要作用的介绍,我们可以總结出恒张力放线的原理是:根据接触线的设计额定张力,恒张力放线前,预先给张力控制装置预设一个约为额定张力的70-80%的控制张力,控制张力采用张力盘来实现,架线前将接触线在张力盘上缠绕6圈,在线盘上缠绕后穿过抬拨线柱进行展放。张力盘采用微机控制,架线过程中,通过张力盘控制系统中的CMOS系统每隔15秒自动对线索的张力检测一次,并根据检测结果,微机及时进行自动调节,进行对比分析、纠偏补偿,使输出数据始终和输入数据保持相对的一致恒定,从而实现恒张力放线。

2.2 施工过程中预设张力的选定

预设张力选择的合理与否直接影响到放线质量甚至安全。张力预设过大(大于额定张力)的话,一则直接构成线索的破坏张力,稍有不慎则对线索直接造成损伤;二则由于张力过大,其通过线索对下锚处坠砣产生的拉力直接将坠砣拉起或来回窜动。根据张力与接触线弛度的关系公式:

fmax=1.225*10-3gl2/T (1)

fmax—最大弛度;

g—导线密度;

l—跨距;

T—接触线水平方向的张力

可知,如张力预设越小的话,则接触网的架设弛度越大,接触线在悬挂点的弯曲度也越大,由于放线过程中张力是波动的,导致接触线在悬挂点处沿放线方向来回移动,从而形成不易矫正的波浪型硬弯和折弯,这违背了恒张力的设计初衷。为此,为选择合理的预设张力并保持其恒定,放线的预设张力一般为:绞线张力为设计额定张力的40-60%,导线张力为设计额定张力的70-80%。

关于新线初伸长的研究,各国都进行了大量的研究,而且对新线初伸长的处理方法,各国都不尽相同。德国、法国及日本采取的超拉方法主要如表6所示。

根据我国国情及目前我国普遍采用的架线施工技术,我们基本都参照德国的方法采取额定张力自然伸长的方法进行处理。

2.3 施工过程中线索的预留长度过长及解决方案

恒张力放线是通过张力盘向线索施加张力的,放线过程前,须将线索在张力盘上缠绕6圈,然后穿过抬拨线柱進行展放。并且线盘和张力盘之间的线索必须始终处于受力状态。这就要求我们在线材订货配盘时必须在原锚段的基础上增加一定的预留长度(此长度为线盘到张力盘之间的长度+张力盘上缠绕的长度,一般约为80米左右)。如果线材的价格按90000元/吨计算的话,这样每个锚段承、导线共增加了约2000元的成本。为解决这一技术难题,西成客专用铜锡合金接触线在架线施工的过程中根据以往施工经验,采用了接触线接续延长线的架设方案,如图9所示,也即:准备一盘约为200米的承力索线盘专门用作延长线,固定在放线平板上最远处的一个线盘支架上,待接触线即将展放完毕时,将线材断线,并利用滑靴连接器和延长线相连,连接牢靠后继续进行展放直至紧线落锚。

4 总结

通过对西成客专用铜锡合金接触线技术性能和施工工艺的分析,进一步完善了我国高速铁路用电气化接触线网的加工、生产和施工体系,增强我国高速铁路用接触线产品的竞争力,使我国现有工业体系下的高速铁路相关产品更加面向市场化、国际化。

作者:谭振亚

高速铁路接触线分析论文 篇2:

铜铬锆接触线在俄罗斯莫喀高铁的适应性分析

摘要:俄罗斯莫斯科至喀山高速铁路是国内外首条时速400km高速铁路项目,更高速度对负担电能传输和机械滑道的接触线提出了更高的性能要求,本文围绕莫喀高铁接触网系统接触线选型,分别从抗拉强度、导电率、耐磨性等,分析了铜铬锆接触线在时速400km高速铁路的适应性,确定了莫喀高铁接触网系统接触线类型,同时也为今后时速400km高速铁路接触线选型提供了参考。

关键词:400km/h  莫喀高铁  接触线  抗拉强度

Adaptability Analysis of CTCZ Contact Wire in Moscow to Kazan High-speed Railway

LIU Tao  CHEN Ke

(China Railway ErYuan Engineering Group Co., Ltd., Chengdu, Sichuan Province, 610031 China)

Key Words: 400km/h; Moscow to Kazan high-speed railway; Contact wire;Tensile strength

俄罗斯莫斯科至喀山高速铁路西起俄罗斯首都莫斯科,向东南延伸到鞑靼共和国的喀山,中间穿过弗拉基米尔州、俄罗斯联邦州和楚瓦什自治共和国等重要城市。线路全长约770km,设计速度最高达400km/h[1]

接触网工程是高速铁路的重要组成部分,担负着从牵引变电所获得的电能输送给电力机车,是电气化铁路可靠运行的关键基础。而接触网用铜合金接触线更是通过与受电弓滑板接触,向机车输送电能,是电气化铁路供电系统的重要器材之一[2],直接影响铁路运输安全[3]

本文围绕莫斯科至喀山高速铁路接触系统方案中接触线选型,分别从抗拉强度、导电率、耐磨性等接觸线性能,对比分析不同类型接触线在时速400km高速铁路的适应性,为莫喀高速铁路接触线选型提供技术支持。

1 接触线研究现状

目前,我国高速铁路建设中,主要使用的接触线有铜银合金、铜镁合金、铜锡合金、高强度铜镁合金等,其中铜银合金接触线,抗拉强度规范值为370MPa、导电率为97%IACS,主要用于160km/h及以下速度等级;铜镁、铜锡合金接触线,抗拉强度规范值为380~430MPa、导电率为80%~93%IACS,主要用于200~250km/h速度等级;高强度铜镁合金接触线,抗拉强度规范值为530MPa、导电率为65%IACS,铜铬锆合金接触线,抗拉强度规范值为560MPa、导电率为75%IACS,主要用于300~350km/h速度等级[4]

日本和法国分别研发了铜锡合金接触线并成功应用在250~300km/h高速铁路。高强度铜锡合金接触线的抗拉强度提高到470MPa、导电率为63%IACS。铜锡合金接触线的耐磨性能十分优异,可显著延长接触线使用寿命。

德国偏重铜镁合金接触线研发应用,德国将已用于承力索的铜镁合金用来制造接触线,最终定型于欧盟标准EN50149,120 mm2铜镁接触线,抗拉强度为490MPa,导电率62%IACS。镁与铜的金属性质差异显著,合金化后能明显提高抗拉强度,但铜镁合金接触线导电率偏低的问题较为突出。

2 莫喀高铁对接触线参数需求

2.1 牵引变电所最大馈线电流及导线截面

根据莫喀高铁运输组织需求,正线牵引供电系统采用AT供电方式,新建AT牵引变电所12座、AT分区所11座、AT所28座;牵引变电所平均有效电流为935A,分区所、AT所平均有效电流为372A。

最高允许工作温度95℃室外条件下,截面150mm2铜镁接触线载流量为460A,截面150mm2铜铬锆接触线载流量为505A,截面120mm2承力索载流量为430A[5],结合国内时速350km高速铁路接触线截面选择经验,为满足平均有效电流935A载流能力,本项目接触线采用截面150mm2铜合金接触线,承力索采用120mm2铜合金绞线,且接触线导电率不应小于75%IACS。

2.2 导线张力及导线抗拉强度

为保证良好的弓网耦合关系,运行速度与波动传播速度之比β≤0.7时,才能保证受电弓与接触网之间的耦合集电特性,减少受电弓的火花次数和离线时间,使受电弓在沿接触线的高速滑行过程中处于稳定工作状态[6]。波动传播速度的公式如下:

式中,Vc为接触线的波动传播速度,km/h;T为接触线额定张力,N;ρ为接触线线密度,kg/m。

结合本项目设计速度目标值以及导线截面选型,经计算,本工程接触线额定张力按照36kN选取。

接触线的抗拉强度由下列公式确定:

σwmin×0.65×Ktemp×Kwear×Kicewind×Keff×Kclamp×Kjoint

式中:σw为接触线的最大允许工作应力;σmin为接触线的最小抗拉强度;Ktemp为接触线的最高温度系数;Kwear为接触线的允许磨耗系数;Kicewind为接触线的风和冰荷载系数;Keff为接触悬挂下锚补偿装置的精度和效率系数;Kclamp为接触线终端锚固线夹系数;Kjoint为接触线接头系数。

根据上述计算条件得出:接触线额定工作张力为36kN时,接触线最小抗拉强度σminw/(0.65×1×0.8×0.95×0.97×1×1)/0.98=533MPa。

根据不同类型接触线抗拉强度、导电率等相关指标,仅铜铬锆三元合金导线(CTCZ),抗拉强度560MPa满足时速400km高速铁路接触网张力系统要求。

3 铜铬锆三元合金接触线适应性分析

从接触线技术发展方向考虑,为满足高速列车高速度、大电流取流,接触线应具有高强度及高导电率,因此铜铬锆合金接触线代表了高速铁路特别是时速400km及更高速度的接触线发展方向。

目前,国内对铜镁合金接触线在强度及导电率等方面进行性能提升,并取得了一定的进展,但其性能与铜铬锆接触线性能相比较还有较大差距。从金属材料结构上无论采用什么配方及工艺,其接触线的强度与导电率均成反函数曲线关系[7-8]

结合本项目接触线张力36kN(截面150mm?),接触网系统还需通过接触线向机车提供27.5kV的交变电流,平均有效电流达935A;同时接触线因自然环境冷热交替及大气环境条件变化而产生腐蚀、烧蚀、磨损等,制造和安装弯曲误差等因素影响,其工作环境极为恶劣。故时速400km高速铁路用接触线还应具备以下技术性能指标。

高抗拉强度:高速铁路对接触线的首要要求是能承受其额定工作张力,以适应静张力和高速车辆受电弓对接触线的冲击动张力。而提高接触线的工作张力不能仅靠加大接触线截面积,增加截面积引起重量增加,将降低接触网波动传播速度,制约列车运行速度。故需提高接触线抗拉强度。

高导电率:莫喀高铁额定工作电流近1000A,若接触线导电率低,不仅不能满足列车运行需求,大量浪费电能,还会造成接触网发热而温升过高,使接触线发生软化或退火,造成蠕变断线事故,严重危害运行安全。为满足1000A的载流需求,接触线导电率应不小于75%IACS。

高抗软化能力:接触线长期大电流载流,势必产生热能损耗使接触线升温,另外,受电弓与接触线间的滑动摩擦亦会使接触线温度升高,故接触线必须具备高温下稳定的工作能力,即具备较高的抗软化能力。

高耐磨性能:接触线因受自然腐蚀、电弧烧蚀、机械磨损,制造和安装误差等因素影响,引起接触线损耗[9]。接触线设计允许磨损面积为20%[10],磨耗超标将对线路受流和运行安全造成严重影响,而更换接触线的代价大,故高速铁路要求接触线应具有较高耐磨性。

结合以上性能指标需求,经试验测试,截面150mm2的铜铬锆接触线抗拉强度达580MPa,拉断力87.58kN,导电率约80%IACS,300℃/2h软化抗拉强度551MPa。

銅铬锆合金具备高强度、高硬度、耐热、导电性和导热性能较好的铜合金,对比不同类型接触线性能,结合铜铬锆接触线主要性能指标,分析如下。

(1)强度高,接触网系统更加安全可靠:铜铬锆接触线抗拉强度高于铜镁合金接触线,相同张力系统下采用铜铬锆接触线安全系数较铜镁接触线高20%。

(2)抗高温软化性能优良,接触线抗电烧蚀能力强:铜银合金在300℃下软化率达90%;400℃下软化率达46%;铜铬锆接触线在同样软化条件下强度分别降低4%和10%,可有效提高接触网系统应对列车运营过程的偶发因素能力。

(3)耐磨性能优良:铜铬锆接触线主要强化方式是析出强化,合金本身的性能决定了铜铬锆合金线材内外层力学性能比较均匀,克服了其他合金材料接触线抗软化能力差和内层耐磨性能不足的问题;铜铬锆合金接触线具有较高的强度、硬度和抗高温软化性能,大大增加了接触线的耐磨能力,同时有效降低了电烧蚀对接触线的破坏,保证接触网的良好运营质量。

(4)导电性能优良,降低接触网能耗:一般材料强度和导电性能为反函数关系,即提高强度以损失电导率为代价。然而,铜铬锆接触线在抗拉强度明显高于高强镁铜接触线的情况下,导电率也显著高于高强镁铜接触线,在标准测试条件下二者绝对值高约13%,相对于铜镁接触线,铜铬锆合金接触线导电率提高约23%。

4结语

综合分析铜铬锆接触线主要技术性能,从全寿命周期理念出发,铜铬锆接触线具备高强度、高导电、高耐电烧蚀、高耐磨耗、高抗高温软化性能、低温优良性能等特性,在其全寿命周期内可降低使用成本,满足莫喀山高铁外部环境条件下机械、电气等性能要求,也可为今后其他时速400km高速铁路接触线选型提供参考。

参考文献

[1] 尹磊,陈可.俄罗斯莫喀高铁电气化初步设计分析及总结[J].一带一路报道,2018(2):74-77.

[2] 范勇,杨广英.解读铁道行业标准《电气化铁路用铜及铜合金接触线》[J].铁道技术监督,2018,46(8):6-10.

[3] 贾志洋.中国欧盟电气化铁路用铜及铜合金接触线准入管理比较分析[J].铁道技术监督,2019,47(5):16-20,30.

[4] TB/T2809-2017 电气化铁路用铜及铜合金接触线[S].北京:中国铁道出版社,2018.

[5] TB/T3111-2017 电气化铁路用铜及铜合金绞线[S].北京:中国铁道出版社,2018.

[6] Santa Kumar Maharjan. 柔性中压直流电气化铁路系统杂散电流与钢轨电位研究[D].成都:西南交通大学,2019.

[7] QINGZHONG M., YUSHENG Z., YAZHOU G., et al.Enhanced Electrical Conductivity and Mechanical Properties in Thermally Stable Fine-Grained Copper Wire[J].IOP Conference Series: Materials Science and Engineering,2019,672:012055-012055.

[8] 牛美英,渠基磊,曾毅,等.接觸导线用Cu-Cr-Zr合金的组织性能[J].特种铸造及有色合金,2021,41(9):1124-1128.

[9] 钟传枝,许岩,陈光雄.浸金属碳滑板/铜银合金接触线载流摩擦磨损性能的试验研究[J].润滑与密封,2021,46(11):34-39.

[10] TG/01A-2017 铁路技术管理规程[S].北京:中国铁道出版社,2017.

作者:刘涛 陈可

高速铁路接触线分析论文 篇3:

一种接触线磨耗车载式连续快速测量系统研究

摘要:接触线是电气化铁道接触网的电力输送设备,在运行及与受电弓相互作用过程中,接触线会发生机械磨损、电气磨损、化学磨损等现象,严重者甚至引起接触线的断裂。在铁总印发的《高速铁路接触网运行维修规则》中明确要求每36个月需对接触网重点磨耗进行测量,并规定了接触线的磨耗换线标准,为此对接触线磨耗进行测量是非常重要的日常工作。本文着重介绍了一种车载式自动化连续快速的接触线磨耗测量系统,为接触网运营维护部门提供方便快捷的自动化磨耗测量工具。

关键词:接触网;接触线磨耗;磨耗测量;车载式接触线磨耗测量

1概述

我國的电气化铁路运营里程在近20年来取得了快速的增长,尤其是高速铁路目前已经运行了10多年,作为电气化铁路中不可或缺的电能传输设备接触网的安全稳定更是影响着整个电气化铁路运作安全的关键。随着运营时间的累计,接触网导线与受电弓长时间滑动接触过程中逐渐被磨损。当接触线磨损严重时,弓网受流质量将下降,接触网导线机械性能亦会下降,存在断裂的风险,影响电力机车运营安全。因此需对电气化铁路接触网导线磨耗的监控,及时发现磨耗缺陷位置进行维护,以保证运营安全。因此对接触线磨耗进行定期及时的检测十分有必要。

目前国内对接触线磨耗的测量以采用人工手动测量为主,通过采用千分尺、磨耗测量仪等手动测量设备,无法做到连续、自动地测量,不能及时掌握全线的接触线磨耗情况。而国外对接触线磨耗检测有成熟运用的国家主要是日本和德国,采用线阵相机图像测量法,存在一些设计缺陷,如在接触线偏磨时,会导致测量误差变大。

为解决接触网磨耗测量存在的痛点,结合目前国内成熟的基于机器视觉的非接触式车载式接触网几何参数测量技术,故研究一套车载式接触线磨耗快速测量装置。

2接触线车载式磨耗测量系统的构成

系统主要由以下三部分组成:

2.1车顶设备

车顶设备主要为两组并列安装的基于机器视觉原理的激光光切测量组件,其分别测量拉出值接触网拉出值-500mm~50mm、-50mm~500mm范围内的接触线磨耗检测。接触线磨耗测量装置采用光切法测量组件,其单组接触线磨耗测量线激光器、高清高速面阵相机组成测量三角,向上采集接触网导线的横截面高清图像,接触网导线的横截面高清图像传输至车内检测主机进行处理,计算接触线磨耗。激光光切法测量组件检测示意图如下所示:

激光光切法测量组件采集到的接触线横截面图像如下所示:

利用圆拟合算法计算出接触线圆心位置和半径R,从而得出接触线残存高度值h(或磨损掉的高度值H):

磨损高度:H = R - sqrt(R*R - 1/4L*L)

残存高度:h = R + sqrt(R*R - 1/4L*L)

2.2 车内设备

车内设备:主要为车载检测主机、电气控制单元、显示套件等配套附件,如下图所示:

车载检测主机接收车顶高清检测相机传输的高清图像,利用专有算法对图像进行处理,识别接触线及横截面轮廓数据,计算接触线磨耗;并接收车底速度信号综合定位系统当前公里标等位置信息并与检测数据相关联;最终将车顶检测图像、数据存储至硬盘内。电气控制单元为车顶、车内、车底设备进行电气控制并对部分信号进行预处理。显示套件为系统提供人机交互界面。

2.3车底设备

车底设备为安装在工程车车轴上的速度传感器,采集车辆运行速度,并计算列车运行里程,为测量磨耗装置提供准确的定位信息。

速度传感器安装示意图如下:

3接触线车载式磨耗测量装置的应用实例

2021年3月-2021年5月,在某高速铁路牵引供电设备运营维护中得到应用,通过本装置完成了该线路接触网的接触线磨耗检测。检测数据如下所示:

1、测试期间接触线上行最大磨耗量为1mm,对应的磨耗面积为4.669mm2,占接触线标称截面积的3.86%,位于某区间1180号定位与1178号定位点之间,该跨属于锚段关节过渡跨。上行最大接触线磨耗点及测试数据曲线如图所示:

2、测试期间接触线下行最大磨耗量为0.999mm,对应的磨耗面积为4.669mm2,占接触线标称截面积的3.86%,位于某区间117号定位与119号定位点之间,该跨属于锚段关节过渡跨。下行最大接触线磨耗点,测试数据曲线如图所示:

3、同时在曲线区段接触线磨耗量普遍大于直线区段。在线路上行某区间,定位号1212处为线路直线和曲线转换的位置,从磨耗数据上可以看出,在曲线段接触线的平均磨耗量大于对应的直线区段。测试磨耗数据曲线如下图所示:

并且通过与人工上线使用游标卡尺等测量接触线定位点接触线磨耗数据进行对比,对比结果见下表。经分析:接触线磨耗检测装置置信水平为95%的误差区间为[0.09,0.22],即实测磨耗数据误差水平大概为0.09mm~0.22mm,因此本装置满足±0.5mm的指标要求。

结论

通过实际应用证明,该装置能实现四个主要功能:一是能快速有效的检测高铁柔性接触线磨耗,提高了接触线磨耗测量效率;二是稳定的高精度接触线磨耗检测避免了人为导致的测量误差大的问题;三是能有效的对接触偏磨进行检测;四是能连续检测接触线磨耗,可监测全线接触网磨耗情况,避免了单点测量无法监测全线磨耗的弊端,为接触网磨耗监测检修提供全面可靠的依据,提供运营维修维护的自动化水平和工作效率,确保了设备的安全稳定运行,满足现场使用需求,具有良好的经济效益和社会效益。

作者:崔鑫 黄健煜