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接触网覆冰是影响行车安全的重要因素之一,在线防冰方法能够在防冰的同时,保证行车所必须的电能供给,已成为业内广泛关注的研究热点,急需建立系统的基础理论体系。本项目拟采用模拟实验、现场测试、系统仿真、有限元分析等方法,研究移动冲击大负荷和防冰电流共同作用下,接触网链型多元结构的纵向温升耦合性、并行多类型导体的横向温升耦合性,找出其动态平衡规律,建立能够准确反映接触网整体和局部温度变化的热路模型;研究接触网各部分覆冰参数特征,剖析弓网电弧、梯度温度场和机械应力综合作用对覆冰过程的影响,建立多应力作用下的覆冰增长(含负增长)模型;解析防冰电流注入方式对车-网电气参数的影响,明确其与车网电气匹配的关联机制,综合接触网热过程、覆冰过程以及电气参量变化过程,提出在线防冰电流最优的动态决策方法,为实现接触网在线防冰奠定理论基础。
接触网覆冰是影响我国高速铁路安全运营的重要因素之一,在线防冰法能够在不影响正常行车的同时进行防冰,已成为业内广泛关注的研究热点。为了构建有效的接触网在线防冰系统,制定防冰控制策略和控制方法,本项目进行了以下研究:1)基于接触网热平衡过程、兼具接触网链型多元结构、并行多类型导体特点,反映接触网整体和局部温度变化的热路模型;2)基于多应力分析的覆冰接触网及受电弓有限元耦合模型;3)直供和AT两种供电方式下的在线防冰方案及其现场实施。其特点在于: 研究了接触网覆冰的热平衡过程及增长规律,建立了接触网热平衡模型并进行了实验验证,考察了弓网电接触的暂态影响;建立了接触线、承力索、整体吊弦和接触网电连接等横向连接模型,采用有限元模拟的方式进行横向梯度温度场研究;纵向选取接触网典型点计算接触网各处电流,从而得到接触网的纵向温度分布。 针对应用最为广泛的简单链型悬挂接触网,采用附加冰单元法模拟雨凇,从而建立了覆冰后的接触网有限元模型;在国家轨道交通实验室150米接触网试验平台上进行脱冰模拟实验,覆冰脱落瞬间接触网的脱冰动态响应与有限元模拟结果对比吻合,验证了模型有效性;将弓网接触力作为移动载荷加载到接触线上,完成了弓网耦合模型,研究了弓网冲击作用下接触网覆冰的消除情况。 分析了直供和AT两种供电方式下防冰电流和机车负荷电流的综合分布,及电流与电压之间的关系;推导电流分布与供电臂末端电压的关系式,并基于牵引网网压要求,给出不同工况下允许的防冰电流动态范围;研究了接触网在线防冰的动态决策,提出了覆冰强度为控制目标的防冰开关决策、以接触网温度为控制目标的防冰电流决策方法;分析实际运行工况下在线防冰过程中的接触网温度变化,验证了接触网在线防冰方法的有效性。 取得成果:培养硕士3名,在国际学术期刊、国际会议及国内核心期刊上发表论文10篇,SCI检索2篇,EI检索5篇,授权发明专利2项。 2100433B
在高铁的整个系统中,接触网是最容易出现问题的环节。接触网是高铁的牵引供电系统,从铁路上方架设的接触网上取得高压电流,从而获得持续充足的动力。柔性的接触网,最易受到外力的影响发生位移,在遭到雷击后发生短...
接触网是沿铁路线上空架设的向电力机车供电的特殊形式的输电线路。其由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础几部分组成。接触悬挂包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。接触悬挂通过支持装置架设在支柱上,其...
2006年10月10日,广西壮族自治区政府与铁道部签署的《关于加快推进广西壮族自治区铁路建设的会议纪要》,规划将南宁至广州高速铁路列为“十一五”部、区共建项目。 2007年7月,铁道部工程鉴定中心组...
a高速铁路接触网的研究
112| 电气时代 ?2011年第 10期 供配用电产品与技术 PRODUCT & TECHNOLOGY 「电力系统」 高速铁路及客运专线的接触网是专线电气化铁 路的牵引供电系统的主体和关键,它直接关系到高 速铁路和客运专线的可靠性、稳定性和安全性。 高速铁路接触网 高速铁路接触网与普速铁路接触网主要的区别 是外部环境发生了变化。在普速铁路中,机车的负 荷主要是牵引负载和克服线路阻力,因此牵引特性 表现为负荷小和非均匀性;而高速铁路的牵引负荷 主要是列车克服高速行驶下空气阻力所需的动力, 而牵引负载及线路状况所占的比例较低,因此高速 牵引负荷的特点是负荷大(是普速牵引负荷 3~4 倍),并具有持续性。为保证大负荷持续供电,接触 网的载流量要求有大的提高,因此高速铁路接触网 与普速铁路接触网在材质、工艺、技术含量和结构 参数方面都有质的区别。 1. 材料和零部件的区别 普速铁路与高速铁路
高速铁路接触网防雷措施及建议
就我国高速铁路建设来说,其所设定的地理区域跨度较大,同时缺乏备用系统的设立,所以,当其遭遇雷击就将可能产生难以恢复的故障,严重将导致供电区段停运的状况.为保证高速铁路的运行安全,应当加强对接触网防雷技术的研究.本文简要地就高速铁路接触网的防雷设施设计进行分析,并在这基础上就提高接触网防雷性能的措施进行探究.以期为提高接触网防雷性能,实现我国高速铁路的安全稳定运行提供参考.
项目严格按照项目计划书要求展开工作,并达到了相应的目标。本项目在国内首次提出风力发电机叶片覆冰与防除冰的研究方向并针对所涉及的基础性问题开展了系统性的研究工作。通过机理分析、模型研究与试验研究相结合的方法,在雨凇与雾凇、不同覆冰程度、不同表面粗糙度下研究风力发电机叶片的覆冰机理、覆冰增长过程及其对风机出力的影响,并在此基础上开发可以预测风机叶片覆冰的数值计算方法;同时,分析并建立风机防冰除冰过程中的热平衡模型,并研究以防除冰元件设计、防除冰元件布置方式及防除冰功率选择为核心的风机叶片防冰除冰的方法和技术措施。研究发现:覆冰类型、覆冰程度和表面粗糙度均对叶片气动特性有显著影响;同时,本项目所建立的叶片覆冰增长模型、粗糙度模型、防冰除冰模型均与试验结果有较好的吻合。研究结果为解决风力发电机在覆冰地区使用存在的问题提供理论基础和技术依据;项目所建立的叶片覆冰增长模型和防冰除冰模型有助于推动国内叶片覆冰及防除冰领域的研究,所设计的基于循环控制策略的风力发电机叶片电加热融/防冰技术与装置具有较好的工程应用前景和重要的工程应用价值。
风力发电机叶片覆冰会影响设备和运行的安全,减少发电量,危害严重。风电在我国起步较晚,关于风机叶片覆冰与防冰除冰的研究还未引起人们的重视,研究基本处于空白。因此,有必要尽早对风机覆冰机理、覆冰模型、防冰除冰方法等基础性问题展开研究,这样才能防患于未然,保障我国风电产业的健康发展。本项目拟在人工气候室及自然覆冰试验站研究风机叶片覆冰增长与环境参数的关系,使用流体力学、空气动力学、热力学相关理论建立风机叶片的覆冰增长与预测模型;通过建立叶片表面热平衡模型,确定不同环境条件下风机叶片防冰、融冰所需的加热功率及热源的布置方式;在人工气候室及自然覆冰试验站验证和完善风机叶片覆冰模型,验证提出的防冰除冰模型及方法。在我国极端气候频发及风电市场呈现井喷式发展的背景下,本项目的研究将为解决风力发电机在覆冰地区使用存在的问题提供理论基础,既具有重要的学术价值,也具有工程紧迫性。
以新型机场跑道的冬季除冰为研究背景,采用多功能碳纤维机敏混凝土与钢纤混凝土组成的新型复合材料路面,建立具有实时溶雪化冰的智能化路面系统的实验模型,开展其温度与结构完整性的在线监测、实时除冰智能控制的实验与理论研究。进行机敏混凝土结构的多功能与结构性能之间的交叉耦合响应及其耦方法研究。. 2100433B