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齿轨铁路接触轨带拉线中心锚结方案及其可行性研究

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铁道标准设计 2022年第7期66卷 145-149页

作者：李庆军关金发陈展中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043 西南交通大学电气工程学院成都611756 杭州市地铁集团有限责任公司运营分公司杭州310018

齿轨铁路是一种专门用于地势起伏较大的交通线路。接触轨是齿轨铁路的供电设备,因此需满足大线路坡度的运行要求。针对大坡道区段由重力荷载引起的接触轨滑移形变问题,通过比较不同中心锚结锚固技术的优缺点,提出一种可抵消接触轨重力... 详细信息

齿轨铁路是一种专门用于地势起伏较大的交通线路。接触轨是齿轨铁路的供电设备,因此需满足大线路坡度的运行要求。针对大坡道区段由重力荷载引起的接触轨滑移形变问题,通过比较不同中心锚结锚固技术的优缺点,提出一种可抵消接触轨重力载荷分量的带拉线中心锚结方案,并利用有限元法,建立250‰坡度接触轨带拉线中心锚结的静力学仿真模型。仿真结果表明,带拉线中心锚结最大应力为94.705 MPa,各零部件均满足容许应力要求,验证了带拉线中心锚结方案在大坡道区段接触轨中应用的可行性。

关键词：齿轨铁路接触轨中心锚结拉线应力

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接触网中心锚结偏移的分析与治理

接触网中心锚结偏移的分析与治理

作者：要磊西南交通大学

学位级别：硕士

伴随着电气化铁路的大面积普及,为提高牵引供电系统可靠性带来了艰巨的挑战。电力机车的运行需要接触网设备提供电能,接触网设备露天架设且无备用,因而对其的质量稳定性要求更加严苛。中心锚结是决定接触网稳定性的关键部件之一,理想状... 详细信息

伴随着电气化铁路的大面积普及,为提高牵引供电系统可靠性带来了艰巨的挑战。电力机车的运行需要接触网设备提供电能,接触网设备露天架设且无备用,因而对其的质量稳定性要求更加严苛。中心锚结是决定接触网稳定性的关键部件之一,理想状态下,中心锚结两侧承受对称的张力。如果其张力长期不对称,就会对接触线造成磨损,缩短接触线使用寿命,导致断线事故的发生;两侧受不对称张力的中心锚结,会使其辅助绳驰度超标,诱发刮弓事故。在兰州铁路局开通的主要干线中,就有不少的事故是因中心锚结状态不良引起的。在天兰线调整车站防窜不防断式中心锚结时发现锚段发生了高达400 mm的窜动,使与之相关的接触网参数随之变化而不再满足规范要求;兰武线开通后,由于中心锚结两侧受力不等,造成中心锚结线夹处产生硬点,导致弓网事故的发生,除此之外,该处接触线也出现严重的磨损,使断线事故发生概率增大,严重威胁接触网的安全可靠运行。目前接触网中心锚结设计过程中,国内外一般均通过线路情况和计算张力来确定中心锚结的安设位置。其布置原则是:尽可能使中心锚结设于锚段对称中心,中锚两边线索的张力相等。根据上述锚段布置原则,中心锚结可设在锚段对称中心的有:直线区段的锚段、曲线半径相同的曲线区段的锚段;特殊情况如:直线与多种曲线类型(曲线半径不等)同时存在的锚段,接触网两边采用不同张力的补偿装置时,或补偿两边的温度变化不一致时,中心锚结安设位置设计就比较难以确定,或者确定的结果不符合现场实际,对接触网安全运行造成影响。论文前面部分集中分析中心锚结处的易发故障及其诱因,得出接触网中心锚结发生故障除了接触线、承力索中心锚结线夹状态不良是因为在接触网施工和运营检修阶段不按检修工艺造成的,其余的故障原因归根结底还是因为中心锚结的偏移造成的。然后从线路条件、接触网结构、环境温度对张力增量的影响入手,根据目前接触网中心锚结位置的设计标准,对现场地理位置复杂区段接触网中心锚结位置设置不合理导致的中心锚结偏移因素进行分析,以张力增量为主要因素建立数学模型进行。通过代入上述物理量进行工程验算,通过数学计算并利用MATLAB绘制曲线对其影响进行分析,找到这些物理量之间的联系,提出有效治理方案。最后通过结合现场应用,对接触网偏移在施工、检修、设计进行优化治理的方案进行分析,并结合现场实例进行验证。通过验证,对接触网偏移分析的原因是正确的,针对其制定的整治措施是可行的,可以有效提高接触网中心锚结安设位置设计的准确性,使接触网各部分张力分布达到理想平衡状态,保证其有较高的可靠性水平。

关键词：接触网中心锚结承力索张力增量中心锚结偏移

基于数据特征的接触网中心锚结及补偿装置异常状态识别方法研究

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基于数据特征的接触网中心锚结及补偿装置异常状态识别方法研究

作者：逯昊舒中国铁道科学研究院

学位级别：硕士

截至2021年底,我国铁路营业里程达15万公里,其中高铁4万公里。面对如此庞大的路网系统,为保障运输安全、高效进行,必须保证铁路基础设施状态稳定、结构可靠、运行安全。接触网是电气化铁路牵引供电系统重要组成部分,负责向电力机车、动... 详细信息

截至2021年底,我国铁路营业里程达15万公里,其中高铁4万公里。面对如此庞大的路网系统,为保障运输安全、高效进行,必须保证铁路基础设施状态稳定、结构可靠、运行安全。接触网是电气化铁路牵引供电系统重要组成部分,负责向电力机车、动车组输送电能,一旦出现故障,电力机车、动车组将失去动力,严重时造成弓网事故。中心锚结装置与下锚补偿装置作为接触网的重要设备,若出现异常,会导致接触线高度和弓网接触力等动态检测参数发生变化,影响弓网正常受流,严重时可能会引发弓网故障,威胁行车安全。接触网设备管理部门管理里程长,人力物力有限,无法对接触网关键设备进行人工沿线排查,且中心锚结、补偿装置异常具有一定隐蔽性,缺陷形成周期长,不易检查出问题。故需要一种具有经济实用性的方法,以较小的人力物力,快速定位出异常设备及其位置。高速综合检测列车搭载高速铁路弓网综合检测装置（1C）,每月定期对高速铁路接触网进行全覆盖检测,采集弓网接触力、接触线高度、拉出值、燃弧、硬点等检测数据。在分析检测数据中,发现两类典型异常锚段,一种表现为锚段中部弓网接触力波动剧烈,接触线高度成倒v形尖状突起;另一种表现为以锚段中部为界,一侧接触线高度较另一侧接触线高度明显抬高,现场复核发现锚段主要存在中心锚结状态不良和补偿装置异常状态。如果能够基于异常锚段的检测数据特征构建数据识别算法,通过1C检测数据分析,自动识别出上述异常锚段,将有效解决接触网锚段异常状态的大范围快速识别问题,为接触网运行单位全面掌握锚段状态提供更加全面、快速的数据支撑,更好保障接触网设备的运行安全。本文进行了异常检测数据与现场设备状态的对应关系分析。首先对补偿装置按卡滞位置不同进行分类,接着结合补偿装置卡滞时温度变化及线索特点,按类别分析了各种情况下线索受力情况和相对位置错动,最后分析了卡滞原因。为自动、快速发现上述两类异常状态,本文基于1C检测数据,进行锚段异常状态识别方法研究。对于第一类异常状态,通过总结缺陷处异常数据特征,确定弓网接触力、接触线高度为特征变量,抓住这两个特征变量特点,结合接触网结构特征,对弓网接触力和接触线高度特征进行判断;对于第二类异常状态,仅将接触线高度作为特征变量,抓住接触线高度两侧不同的特点,结合接触网结构,对接触线高度进行高度整体计算、高度离散点计算、高度中部计算,最终进行综合判别。最后利用该方法基于高速综合检测列车周期性检测数据对多条高铁线路进行计算,识别出典型接触网中心锚结和补偿装置异常位置并进行现场复核,统计确认现场复核结果,对比整改前后设备状态,确认识别方法的有效性。最后,对识别方法进行总结,提出下一步发展展望。

关键词：接触网中心锚结下锚补偿装置 6C系统异常识别

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坡度与温差条件下接触网中心锚结定位研究

坡度与温差条件下接触网中心锚结定位研究

作者：杨昆兰州交通大学

学位级别：硕士

列车在运行时,需要接触网提供电能,但是接触网是露天架设的,没有备用,因此对其稳定性要求较高。接触网中心锚结不但能够平衡两侧的线索的张力,而且能够防止线索的窜动。在理论条件下,由于中心锚结两侧的线索（承力索,接触线）的张力是... 详细信息

列车在运行时,需要接触网提供电能,但是接触网是露天架设的,没有备用,因此对其稳定性要求较高。接触网中心锚结不但能够平衡两侧的线索的张力,而且能够防止线索的窜动。在理论条件下,由于中心锚结两侧的线索（承力索,接触线）的张力是对称的,接触网能够处于良好的状态。但是,当中心锚结两侧线索（承力索,接触线）的张力严重不对称时,接触网在经过长期运行以后,就会出现接触线磨损严重等问题。这种情况在严重的时候会对列车的运营造成威胁。在确定中心锚结位置时,一般是根据线路情况和计算张力差来进行的。但是由于接触网所处的环境及线路条件情况比较复杂,造成了中心锚结定位困难。有时,根据目前的方法得到的中心锚结位置与实际情况不符合,此时会影响接触网的正常工作。首先,本文分析了坡度与温差对中心锚结位置的影响:温差导致线索产生的伸缩以及坡度导致的接触网重力的下坡分量对中心锚结位置的影响。其次,通过引入坡度（线路坡度、线索坡度）,将温度变化时吊弦偏移造成的张力差沿线路方向分解,得到吊弦偏移张力差。利用不等高悬挂理论以及接触网的结构参数得到定位点处之字力/曲线力,再结合定位装置长度及其在温度变化时的偏移量,得到定位装置偏移张力差。根据引入的线路坡度与接触网的重力得到接触网重力的下坡分量。然后,根据线路条件与中心锚结设置原则确定中心锚结的设置允许偏差范围。利用得到张力差模型、接触网重力的下坡分量与中心锚结的设置允许偏差范围确定中心锚结的位置,进而得到中心锚结在接触线端的线夹的理论位置,并根据吊弦的位置和中心锚结绳线夹的长度对其进行修正。接着,使用ANSYS软件建立接触网在中心锚结的设置允许偏差范围部分的有限元模型,并根据高速铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准（TB0758-2018）对其进行评价。根据评价完成的有限元模型,接触线端中心锚结线夹的修正位置与中心锚结绳的设计标准来确定中心锚结绳的长度。最后,按照中心锚结绳安装规范,接触线端中心锚结线夹的修正位置,中心锚结绳的长度来确定承力索端中心锚结线夹的位置。最后经过算例验证,验证了本文所提方法的有效性,结果表明本文方法可以对接触网中心锚结的设计与现场中心锚结位置的调整提供参考与指导。

关键词：坡度温差接触网中心锚结定位

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兰渝线渭源站中心锚结窜动原因分析与对策

电气化铁道 2019年第1期30卷 64-68,76页

作者：李生成中国铁路兰州局集团有限公司机辆验收室

兰渝线渭源车站接触网设备投运后初次过冬时站场八道接触网出现整体偏移,中心锚结同步窜动,失去防窜功能,通过现场调查与计算,分析了中锚窜动的原因,提出了整治对策,并结合现场实际进行了验证。

关键词：中心锚结窜动原因分析对策

接触网中心锚结及张力补偿装置异常状态检测分析及整治

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中国铁路 2023年第5期 90-97页

作者：张润宝杨志鹏王斌王婧张文轩中国国家铁路集团有限公司工电部北京100844 中国国家铁路集团有限公司铁路基础设施检测中心北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所北京100081

接触网是高速铁路的重要基础设施,具有高空、高压、高速、无备用的特点,保障其关键部件安全可靠十分重要。对高速铁路接触网中心锚结及张力补偿装置状态异常而引发的弓网故障进行深入剖析,归纳分析6C系统检测监测数据的参数曲线及检测... 详细信息

接触网是高速铁路的重要基础设施,具有高空、高压、高速、无备用的特点,保障其关键部件安全可靠十分重要。对高速铁路接触网中心锚结及张力补偿装置状态异常而引发的弓网故障进行深入剖析,归纳分析6C系统检测监测数据的参数曲线及检测图像等变化特征,提出并实践了“六看三有两联控”的分析方法。通过组织开展整治实践,及时消除了安全隐患,提升了基础设施管理单位对检测数据深入分析的理念,为电气化铁路安全运行提供保障。

关键词：接触网中心锚结张力补偿装置检测监测 6C系统整治