高速接触网的受流评价浅析

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高速接触网的受流评价浅析

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同速接触网的受流评价浅析

黄

维

湖北

武汉４３００６３）

（中铁第四勘察设计院集团有限公司电化处

摘

要：通过研究德、法、日三国高速接触网受流主要评价参数，介绍了三国对各自接触网弓网受流

质量评价的指标，结合我国当前现状，分析出在建设初期拟可采用欧洲铁路联盟制定的关于弓网受流质量的评价标准。

关键词：高速铁路；接触网；受流；评价中图分类号：Ｆ２２４．３３

文献标识码：Ａ

接触网是电气化铁路的重要组成部分．高速接触网最主要的任务是保证良好的受流．随着我国高速铁路的不断发展．研究高速铁路接触网的受流评价标准便成为高速铁路建设的重要课题。我国的高速铁路建设正处在探索、发展阶段．可以通过借鉴国外先进成熟的技术和经验．进而探索出有中国特色的高速铁路接触网受流评价体系。高速接触网最主要的任务是保证良好的受流．对于接触网的受流质量的评价．德国、日本、法国、根据本国国情，制定了相应的弓网受流质量评价标准．三国的评价标准（包括评价项目、指标）各不相同。１

图ｌ中所示的Ｒｅ悬挂类型系列的几种弹性曲线．在悬挂点处的弹性与在跨中的弹性差异很大．Ｒｅｌ００型及Ｒｅｌ６０型．其弹性值只能达到跨中的３０％及５０％．而配Ｒｅ２００型及Ｒｅ３５０型则可达到８０％及９０％．Ｒｅ３３０蜜甚至可达到９５％。可见随着速度的提高．对弹性均匀性的要求是极为严格的。

弹性或弹性系数仅表示点对点的接触悬挂的弹性性能．不具备悬挂的整

在高速运行时．被激发的振动在传播和反射中不被加强．振幅的增强程度用增强因数１表示，反射的影响用反射因数ｒ表示。两者之间有如下关系：

．一ｒ５吾，ｒ＝丽‰（１）

中ｉ卢砀蒜ｉ荔孑

ｕ’

式中，ｄ一多普勒因数；Ｃ一接触线的波动传播速度（ｍ／ｓ）；ｖ一运行速度（ｍ／ｓ）；ＦＴ、Ｉ聊一承力索的张力、质量

（ｋＮ、ｋｇ）；ＦＦ、ｍｒ接触线的张力、质量

（ｋＮ、ｋｇ）。

上述动态指标中最关键的动态标

体概念．因而对一个跨距或对一个锚段

的悬挂而言．一般用弹性不均匀度表示（见表１）。

裹１

德国的标准接触网悬挂所达到的弹

准是增强区撇。应尽可能的小。可通过

减少反射因数．增大多普勒因数得以实现。

弹性不均匀度“（％）

５０—５０１９—２６－－１４＝１０＜ｌｏ％

德国高速受流的主要评价

性不均匀度肛

接触网型号

Ｒｅｌｏｏ

指标

１．１接触网静态弹性

所谓静态弹性好．包括受电弓激发的接触线周期振动振幅越小越好．也就是接触网弹性越均匀越好．接触网的尺寸精度越高越好。

德国对其应用的Ｒｅｌ００型、Ｒｅｌ６０型、Ｒｅ２００型、Ｒｅ２５０型和Ｒｅ３３０型等５种标准悬挂类型进行过弹性性能测试．其标准悬挂的弹性曲线（见图１）。

１．４受电弓与接触网的动态接触力

德国对动态接触力主要控制两个力：最大接触压力和最小接触压力。最小接触压力太小将导致接触不良．引起电弧、离线。最大接触压力太大，造成接触网抬升量过大．受电弓运动振幅加大．受流状况恶化。

Ｒｅｌ６０Ｒｅ２００Ｒｅ２５０Ｒｅ３３０

１．２离线率

离线率实际上是系统不问断受流过程中产生的电弧率。对离线时间小于ｌＯＯｍｓ的中小离线率．一般不影响正常受流；只有在离线时间大于ｌＯＯｍｓ时。会形成大电弧造成受流中断．产生电磁干扰。

德国要求离线率控制在５％以下．对低速、高速均采用同一要求值。１．３接触网动态评价标准

德国受电弓静抬升力规定为７０Ｎ．最小接触压力为４０Ｎ．平均接触压力为１２０Ｎ．３００ｋｍ／ｈ速度下允许的最大抬升量为１００ｍｍ。２

日本高速受流的主要评价

指标

２．１波动传播速度和无量纲速度

在高速受流系统中．接触线的波动传播速度Ｃ是最重要的参数之一。它左

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右离线率和共振时的振幅．也即它左右

圈ｌＲｅ矗挂类型系列的几种弹性曲线

所谓动态评价标准．即要求受电弓

收稿日期：２０１０－０４－１０

粥

科技创业月刊２０１０年第５期

了高速受流的质最。日本通过长期的经验积累及运营时的教训．认为１３应小于Ｏ．７。对于３００ｋｍ／ｈ运营的接触网首要问题是把波动传播速度提高到５００ｋｍ／ｈ以上。日本在初期新干线设计中采用了多弓受流．带弹性吊弦的合成复链形悬挂。由于波动传播速度低．多弓引起剧烈的弓网振动。不仅离线率大．还发生了几次接触线疲劳断线事故．故后来改为重型复链形悬挂。５．５ｔ系张力。近１０年来．日本认识到多弓受流是段弯路．因为牵引激发的振动会被后弓加强．造成越靠后的弓振动越严重．造成离线率最高达３０％．接触导线磨耗也很大．加上车流密度大．４—５年就要更换１次．滑板更换也极频繁。在以后的研究中．日本即将多弓设计改为双弓设计（３００系、４００系、７００系、５００系、Ｅ１系等等）．并对简单链形悬挂在双弓条件下的高速性能作了充分的肯定。２．２弓网间接触力

弓网间接触力过大时会加剧磨耗．并引起弓网位移增加．诱发共振：接触力过小．会造成离线和接触不良造成的电弧。因此接触力的最大值、最小值及其离散性是影响受流质量的关键。

受电弓静抬升力，１３本取５４—６４Ｎ。这当然与接触线允许最大抬升量有关。日本允许受电弓最大抬升量为１００ｍｍ。最小接触力为２０Ｎ．接触网的弹性不均匀度。以复链形悬挂为最小。１３本复链形悬挂跨中弹性系数为０．３ｍｍ／Ｎ．其主要原因是总张力高达５５ｋＮ．跨距却只有５０ｍ。如采用简单链形悬挂，总张力达到４０ｋＮ．跨距为６０ｍ，跨中弹性也可降到０．４５－０．５ｍｍ／Ｎ。

２．３离线率、反射系数、多普勒因数、增

强因数

日本对离线及离线率的标准确定．主要考虑机车直流电机及受电弓滑板实际允许承受程度．兼顾受电弓噪声及无线电干扰的大小。最大的一次离线时间认为不应大于２００ｍｓ．离线率一般不超过５％．在最恶劣的特殊条件下，应不超过２０％。以下是几个接触网性能参数定义。

（１）反射系数。反射系数指接触网

的振动波在非均质点被反射，如吊弦

点、线夹处等。反射系数用下式表示：

ｆ、佤矛ｉ，（～乍函万＋、石涯ｉ）

（２）

高速接触网的受流评价浅析

式中，ｐｍ、Ｆｍ～分别代表承力索的线力变化而变化）。当磨耗为１５％时的安密度和承力索的张力；Ｐｃ、Ｆ’ｅ一分别代表全系数应大于２．０．接触线的线密度和接触线张力。

３．２法国受流质量评价

（２）多普勒因数。用下式表示：对于受流质量评价．法国是用接触ｄ＝（ｃ一１，）／（ｃ＋ｖ）

（３）

线的抬升量、跨中受电弓振幅、离线率式中，卜行驶速度：ｃ一接触线波

和接触力不均匀系数这４个指标进行动传播速度。

综合评价。当综合指标小于１１时．被认（３）增强因数。接触网的振动波在为是适合高速运行．而大于１６是不行非均质处被反射．被反射回的波壁与该的（注：其参数评价量值不太清楚）。物体相向运动．并被继续向前运动的物４

关于弓网受流质量的评价

体以输入能量的方式再次反射回去。波的能量被增强．其增强系数用下式表标准

示，为了使波能够衰减，必须满足１＜ｌ综上所述，日本、法国、德国根据本的条件：

国国情．制定了相应的弓网受流质量评巾＝ｖ缸

（４）

价标准．三国的评价标准（包括评价项式中，１一反射因数；ａ一多普勒因目、指标）各不相同。为了实现欧洲铁路数。

网络内的国际列车的自由出入．欧洲铁

在上述３项动态标准中．最关键的路联盟制定了关于弓网受流质量的评动态标准为增强因数．应使增强因数尽价标准（见表２）由于欧洲标准不是拘于．可能的小。因此，可通过减小反射系数，某一个国家的制定的标准．而是欧洲各增大多普勒因数得以实现。减少反射系国在总结高速接触网运营经验的基础数可通过以下两个途径实现：减小承力上达成的共识．因此可以认为采用欧洲索张力；增大接触线的张力。

铁路联盟关于弓网受流质量的评价标只有提高接触线的张力和波动传准更具有权威性和公正性。所以我国的播速度才可能大幅度地减小增强因数．高速铁路接触网的弓网受流质量的评改善受流性能。

价标准开始可拟采用欧洲铁路联盟制采用限位定位器．最大抬升量为定的标准体系．通过１３后实践．再根据１８０ｍｍ，受电弓最大抬升量ｌＯＯｍｍ。

实际运营情况作相应的调整．

导线的应力．提高接触网的张力，欧洲联盟关于高速（Ｖ≥２５０）弓网减少平均抬高量．抑制接触网应力。

受流质量的评价标准：

３法国高速受流的主要评价（１）平均接触力。当最高运营速度指标

分别为３００ｋｍ／ｈ、３３０ｋｍ／ｈ和３５０ｋｍ／ｈ时。平均接触力分别为１６０Ｎ．１８０Ｎ和

３．１法国受流质量参数研究

１９０Ｎ。

（１）法国通过计算机模拟，认为在（２）接触力最大标准偏差。该标准速度超过２５０ｋｍ／ｈ时．接触网的弹性不规定接触力最大标准偏差为平均接触均匀性‘

力的３０％。当最高运营速度为３００ｋｉｎ／对受流质量的影响已不十分明显。

ｈ、３３０ｋｍ／ｈ和３５０ｋｍ／ｈ时．对应的接触

受流质量取决于波动传播速度。足够大

力最大标准偏差分别为４８Ｎ、５４Ｎ和

的接触张力可以保证高速受流。

５７Ｎ。

（２）可见弧控制在１６０ｍ～次，平均（３）最高运营速度下的燃弧率。该拉弧时间按ｌＯＯｍｓ计算．离线率小于

标准规定最大燃弧率为０．１４％．Ｓｒｌｌ标

５％

（３）接触力的标准偏差与平表２欧洲铁路联盟弓网受流质量的评价标准

均接触力的比值≤０．３３。

评价项目数值

（４）定位点处抬高的安全系

平均接触力Ｆｍ（Ｎ）

１６０Ｎ，１８０Ｎ，１９０Ｎ

数为２。定位点处最大允许抬高最高运营速度下接触力最大标准偏差０．３ｘＦｍ

由２４０ｒａｍ该为４０（Ｏｒｅ。

最高运营速的下的燃弧率（％）０．１４（５）接触导线的磨耗限度法定位器允许抬升量与最大抬升量之比值

≥２

国规定为５０％（在高速段．随张

（下转第１０４页）

ＰｌＯＮＥＥＲＩＮＧ

ＷＩＴＨ

ＳＣＩＥＮＣＥ＆丁ＥＣＨＮＯＬＯＧＹ

ＭＯＮＴＨＬＹⅣＤ．５

２０１０

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９９

大学生实践能力培养的必要性和紧迫性

工作岗位的创造者。”我国的高等学校也早已接纳这一理念并广泛开展创业教育。但创业者寥寥无几。成效不明显。美国国家创业指导基金会创办者史蒂夫－马若提出了１２种被普遍认为是创业者需要具备的能力和素质：适应能力、竞争性、自信、纪律、动力、诚实、组织、毅力、说服力、冒险、理解和视野。这些能力和素质可以说基本上属于“默会知识”。而这些“默会知识”在主要以传递、理解和掌握“显性知识”为主的课堂教学中是学不到的．只能在“做中学”、

“干中学”中才能真正掌握。也可以说，创业能力不是教出来的．而是通过社会实践练出来的．

不难看出．加强大学生实践能力的培养．是高校贯彻教育与生产劳动相结合这一马克思主义教育学说基本原理．推进素质教育的必然要求：是实现高校人才培养目标．保持旺盛生命力的必然要求：是摈弃传统大学教育弊端的必然要求。因此．高校理应摈弃应试教育的弊端．走上重视大学生实践能力培养的正确发展轨道。

参考文献

１丁逊．论教学和科研中创造性思维的相

互作用［Ｊ］．湖北师范学院学报（自然科学

版），２００ｌ（３）

２周德昌，江月孙．简明教育辞典［Ｍ］．广州：

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３教育部社会科学研究与思想政治工作司．

马克思主义哲学原理［Ｍ】．北京：高等教育出版社．１９９９

４蒋大椿，陈启能．史学理论大辞典［Ｍ］．合

肥：安徽教育出版社。２０００

（责任编辑高平）

ＴｈｅＮｅｃｅｓｓｉｔｙａｎｄＵｒｇｅｎｃｙｏｆＣｏｌｌｅｇｅＳｔｕｄｅｎｔｓＰｒａｃｔｉｃｅＡｂｉｌｉｔｙＴｒａｉｎｉｎｇ

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌａｎｄ

ｅｃｏｎｏｍｉｃ

ｄｏｍｅｓｔｉｃｅｃｏｎｏｍｉｃｆｏｒｍｏｆ

ｓｅｖｅｒｅ

ｅｍｐｌｏｙｍｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｉｓｂａｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，

ｓｕｃｈｃｉｒｃｕｍｓｔａｎｃｅｓ，ｔｈｅａｂｉｌｉｔｙｏｆ

ｏｆｒｅｓｅａｒｃｈ

ｇｌｏｂａｌｉｚａｔｉｏｎ

ｈａｓｅｘａｃｅｒｂａｔｅｄｔｈｅ

ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｏｎ

ｆｏｒｔａｌｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｃｏｕｎｔｒｉｅｓ．Ｕｎｄｅｒ

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ｃｏｌｌｅｇｅｓｔｕｄｅｎｔｓｐｒａｃｔｉｃａｌｔｒａｉｎｉｎｇｈａｓｂｅｃｏｍｅＣｈｉｎａ＇ｓｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｅｄｕｃａｔｉｏｎｒｅｉ＂ｏｒｍ

ａｒｔｉｃｌｅ

ｍａｊｏｒ

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ａｎｄｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ

ｓｔｕ－

ｕｒ－

ｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅ

ｐｒａｃｔｉｃａｌａｂｉｌｉｔｙｏｆｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｓｔｕｄｅｎｔｓｔｈｅ

ｃｏｎｔｅｎｔ

ａｎｄｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｅｌｅｍｅｎｔｓ，ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ

ｄｅｎｔｓｐｒａｃｔｉｃｅｔｈｅ

ｇｅｎｃｙ

ｔｏ

ｉｍｐｏｒｔａｎｔ

ｒｏｌｅｏｆｃａｐａｃｉｔｙｂｕｉｌｄｉｎｇ，ｃａｐａｃｉｔｙ－ｂｕｉｌｄｉｎｇｏｆｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙｓｔｕｄｅｎｔｓｉｎｐｒａｃｔｉｃｅｔｈｅｎｅｃｅｓｓｉｔｙａｎｄ

ｄｏａｎｉｎ－ｄｅｐｔｈｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｏｆｓｐｅｃｉｆｉｃ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｌｌｅｇｅｓｔｕｄｅｎｔｓ，ｐｒａｃｔｉｃａｌａｂｉｌｉｔｙ，ｔｒａｉｎｉｎｇ

（上接第９９页）

准对燃弧率的测定方法有明确的规定。

（４）定位器允许抬升量与最大抬升量之比值。该标准规定为２倍．亦即定位器允许上抬空间是正常情况下接触线抬高量的２倍以上．以确保受电弓通过定位器点的安全性。实际操作中如果由于测量手段的原因不能接触力和燃弧率同时进行测量．那么只要平均接触力（包括接触力标准偏差）或燃弧率与．定位器点接触线的抬升均符合该标准的要求．则认为测定的弓网受流系统的受流质量是可接受的。

（５）弓网间的接触动态过程。欧洲铁路联盟制定的弓网受流质量评价体系中。为对弓网问的最大动态接触力。最小动态接触力做出明确的规定．因为这两项指标最终仍然反映在平均接触

力．接触率标准偏差以及燃弧率指标上。另外。该指标也提及接触网的静态

ｌ

参考文献

丁为民．高速客运专线接触网悬挂方式的选择［Ｊ］．轨道交通纵横，２００６（１）

２孙立金．戚广枫．接触网参数设计对高速

弹性不均匀度。因为弓网间的接触是一个动态过程．静态弹性不均匀的并不能直接反映平均接触力．接触率标准偏差及燃弧率指标。

列车受流影响的探讨［Ｊ】．电气化铁道．

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３于涤．高速接触网受流的理论分析［Ｊ］．铁

道学报，１９９８（３）

５结语