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大风区段接触网多跨距正馈线舞动特性

高电压技术 2022年第9期48卷 3612-3623页

作者：张友鹏王鹏赵珊鹏王思华张宸瑞兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室兰州730070 国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司乌鲁木齐830000

为分析大风区段接触网多跨距正馈线的舞动特性,以兰新高铁正馈线为研究对象构建其3维有限元模型,并验证模型的准确性。考虑悬垂线夹自由度对导线舞动的影响,利用空气动力学理论研究气动特性,由Davenport函数模拟随机风场。对比分析单跨... 详细信息

为分析大风区段接触网多跨距正馈线的舞动特性,以兰新高铁正馈线为研究对象构建其3维有限元模型,并验证模型的准确性。考虑悬垂线夹自由度对导线舞动的影响,利用空气动力学理论研究气动特性,由Davenport函数模拟随机风场。对比分析单跨与多跨正馈线舞动的幅频特性,并对多跨正馈线中仅有一跨满足舞动条件的工况进行了研究。研究结果表明:在相同的风速下,风速大于10 m/s时多跨正馈线的舞动幅值、平均应力均大于单跨;单跨以及风速小于或等于15 m/s时的多跨正馈线水平方向舞动幅值大于垂直方向舞动幅值;当风速大于20 m/s时,正馈线舞动幅值呈减小趋势,且在多跨正馈线舞动模式中存在2个半波。同时,受悬垂线夹自由度的影响,相邻跨正馈线之间存在舞动波的传递现象,导线易受相邻跨舞动波的影响而发生舞动。通过该研究可以更加全面、深刻地认识正馈线舞动机理,也可为现场正馈线的舞动防治提供理论支撑。

关键词：大风区挡风墙正馈线多跨距舞动响应

基于流固耦合的大风区接触网正馈线舞动机制分析

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哈尔滨工业大学学报 2023年第10期55卷 130-140页

作者：赵珊鹏张海喜张友鹏王思华朱子恒张宸瑞兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室(兰州交通大学) 兰州730070 中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司兰州730050 国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司乌鲁木齐830000

为进一步明确挡风墙尾流影响下接触网正馈线的舞动机制,以兰新高铁接触网正馈线为研究对象,基于空气动力学理论,建立了接触网正馈线风致振动响应的分析模型。采用流固耦合方法对不同固有频率比和自由度的二维接触网正馈线模型进行了时... 详细信息

为进一步明确挡风墙尾流影响下接触网正馈线的舞动机制,以兰新高铁接触网正馈线为研究对象,基于空气动力学理论,建立了接触网正馈线风致振动响应的分析模型。采用流固耦合方法对不同固有频率比和自由度的二维接触网正馈线模型进行了时程分析。研究结果表明:频率比和自由度对接触网正馈线的舞动幅值存在较大的影响。频率比越小,接触网正馈线的振幅受风速影响越大,接触网正馈线发生舞动时的风速范围更广。垂直单自由度系统中接触网正馈线的舞动幅值大于垂直-水平两自由度系统中接触网正馈线的舞动幅值,表明接触网正馈线的水平振动对垂直振动存在一定限制作用。当接触网正馈线在挡风墙尾流影响下发生振动时,正馈线的风攻角不断发生变化。迎风角较大时,正馈线垂直方向气动力幅值增大,更易引起正馈线垂直方向的大幅舞动,并将接触网正馈线的舞动模式归属为无覆冰条件下的Den Hartog舞动。研究结果进一步明确了大风区段无覆冰条件下接触网正馈线的舞动机制,为接触网正馈线舞动的防治提供一定的理论支撑。

关键词：兰新高铁正馈线流固耦合舞动幅值数值分析

兰新高铁大风区段挡风墙对接触网正馈线气动特性的影响

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铁道科学与工程学报 2019年第7期16卷 1628-1636页

作者：张友鹏王彤赵珊鹏王思华兰州交通大学自动化与电气工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室甘肃兰州730070

为研究兰新高铁大风区段挡风墙对接触网正馈线气动特性的影响,基于流体力学建立正馈线流场模型,分别针对无墙和有墙的情况,分析正馈线在不同风速下气动特性的变化规律。研究结果表明:挡风墙对气流有较强的汇聚作用,大幅增加了正馈线周... 详细信息

为研究兰新高铁大风区段挡风墙对接触网正馈线气动特性的影响,基于流体力学建立正馈线流场模型,分别针对无墙和有墙的情况,分析正馈线在不同风速下气动特性的变化规律。研究结果表明:挡风墙对气流有较强的汇聚作用,大幅增加了正馈线周围的空气流动速度。随着来风速度的增大,挡风墙后正馈线处风攻角也随之增大,当风速达到15 m/s 及以上时,攻角基本稳定在29°~30°之间。有墙条件下正馈线升力及阻力系数幅值加大且呈现无规律振荡,挡风墙对正馈线气动力的增大效应是导致正馈线发生低频高幅舞动的主要原因。挡风墙外形尺寸对于正馈线气动特性有重要影响,选择合适的高度和截面宽度可一定程度改善正馈线气动特性,以减少舞动的发生。

关键词：兰新高铁接触网大风区正馈线挡风墙气动特性

兰新高铁大风区接触网正馈线悬挂结构适应性分析

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铁道标准设计 2018年第3期62卷 124-127,134页

作者：王玉环中铁第一勘察设计院集团有限公司西安710043

试验和运行经验表明,兰新高铁大风区接触网正馈线(AF线)疲劳磨损问题非常突出。通过理论结合实际的方法,利用有限元三维流体场仿真辅助手段,分析百里、三十里风区挡风墙后方大风运动特征及AF线风场内受挡风墙结构增速影响的运动特点,提... 详细信息

试验和运行经验表明,兰新高铁大风区接触网正馈线(AF线)疲劳磨损问题非常突出。通过理论结合实际的方法,利用有限元三维流体场仿真辅助手段,分析百里、三十里风区挡风墙后方大风运动特征及AF线风场内受挡风墙结构增速影响的运动特点,提出AF线受激励源干扰产生大幅振动的机理。利用现场样本空间数据累计及AF线V形悬挂铰接零部件的运动频次,提出AF线V形悬挂结构合理性设计的关键点及结构匹配重要性,以及限制零部件间磨损的有效措施。

关键词：高速铁路接触网正馈线悬挂结构有限元流体仿真大风区

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兰新高铁大风区段接触网正馈线气动特性研究

兰新高铁大风区段接触网正馈线气动特性研究

作者：王彤兰州交通大学

学位级别：硕士

兰新高铁作为我国西部铁路网的重要组成部分,对于加快我国西部地区发展,提升运输能力,促进“一带一路”经济带建设具有重要的意义。兰新高铁沿线地质环境复杂,且横穿新疆境内四大风区,铁路风灾严重。为了防止列车被大风倾覆,兰新高铁在... 详细信息

兰新高铁作为我国西部铁路网的重要组成部分,对于加快我国西部地区发展,提升运输能力,促进“一带一路”经济带建设具有重要的意义。兰新高铁沿线地质环境复杂,且横穿新疆境内四大风区,铁路风灾严重。为了防止列车被大风倾覆,兰新高铁在大风区段沿线设置了挡风墙。但通过现场调研发现兰新高铁挡风墙段正馈线较无墙段会更易发生剧烈舞动,从而导致线路放电跳闸、金具严重磨损等故障发生,严重影响兰新高铁运行安全。为保证列车正常运行,有必要对正馈线舞动问题进行研究。由于气流变化是导致导线舞动的直接原因,故本文对兰新高铁大风区段正馈线气动特性进行研究。本文主要基于计算流体力学理论,利用仿真软件建立大风区段接触网正馈线二维模型,对正馈线气动特性进行研究。首先,本文研究了不同入口风速下挡风墙对气流的影响,包括风速大小及方向。其次,分别建立无墙条件与有墙条件下正馈线模型,研究正馈线的气动特性,获得正馈线在不同风速下的气动力系数曲线。最后,以15m/s风速为例,研究挡风墙结构以及正馈线空间位置对正馈线气动特性的影响。研究结果表明:(1)挡风墙对于气流具有较强的汇聚作用,在挡风墙影响下气流增速较大,正馈线位置处的风速存在一定竖直方向分量,随着风速增大,风攻角也随之增大。当风速增大至15m/s以后时,风攻角基本稳定在29°0°之间。(2)相同入口风速下,有墙条件下的正馈线气动力系数值远大于无墙条件下的正馈线气动力系数值,这是导致兰新高铁挡风墙段正馈线较无墙段会更易发生剧烈舞动的重要原因。(3)改变挡风墙结构及正馈线空间位置均对正馈线气动特性产生较大影响,所有影响因素中,正馈线竖直高度影响较为明显,正馈线位于3.0m.0m位置处时,气动力系数最小,升力系数曲线基本不再振荡,无法为正馈线舞动提供交替变化的力,从而降低舞动发生的概率。

关键词：兰新高铁大风区正馈线挡风墙气动特性

大风区段开孔式挡风墙对正馈线气动特性的影响

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哈尔滨工业大学学报 2024年第3期56卷 143-153页

作者：张友鹏冯强赵珊鹏王思华兰州交通大学自动化与电气工程学院兰州730070 甘肃省轨道交通电气自动化工程实验室(兰州交通大学) 兰州730070

兰新高速铁路常年遭受风灾,挡风墙的修建虽有效防止了列车倾覆,但加剧了接触网正馈线的舞动。针对大风区段既有挡风墙“防车不防网”的不足,通过设计一种开孔式挡风墙,基于流体力学理论建立计算域模型,对挡风墙的防风效果进行评估,并仿... 详细信息

兰新高速铁路常年遭受风灾,挡风墙的修建虽有效防止了列车倾覆,但加剧了接触网正馈线的舞动。针对大风区段既有挡风墙“防车不防网”的不足,通过设计一种开孔式挡风墙,基于流体力学理论建立计算域模型,对挡风墙的防风效果进行评估,并仿真分析挡风墙孔隙率及开孔角度对于正馈线气动特性响应的规律。结果表明:挡风墙设置一定孔隙率后,会冲击挡风墙后形成的旋涡流场,使流场趋于平稳;随着孔隙率的增大挡风墙尾流接触网正馈线位置处气流增速区范围大幅减小,且正馈线气动力系数呈明显降低趋势;当挡风墙孔隙率为0.3时,挡风墙背风侧风速残余系数为0.46~0.69,此时正馈线升、阻力系数下降率分别超过41.56%和24.59%;在孔隙率为0.3,且挡风墙设置150°开孔角度时,正馈线气动力系数相较其他角度降幅明显,从而对于正馈线的舞动可以起到进一步的抑制作用。研究成果可为兰新高铁大风区段接触网正馈线舞动防治及挡风墙优化提供一定的理论参考。

关键词：兰新高铁挡风墙防风效果正馈线气动特性

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接触网正馈线断线事故的探讨

郑铁科技 1995年第2期 7-9页

作者：张宝奇黄正平郑州供电段郑州铁路局总工室

郑武段电气化铁路采用AT供电方式,在架设附加悬挂时,比BT供电方式及直供方式多一条正馈线和保护线。自1991年底开通以来,该区段多次发生正馈线断线事故。由于正馈线架设于接触网支柱外侧,抢修恢复难度大,每次断线都对铁路运输造成较大... 详细信息

郑武段电气化铁路采用AT供电方式,在架设附加悬挂时,比BT供电方式及直供方式多一条正馈线和保护线。自1991年底开通以来,该区段多次发生正馈线断线事故。由于正馈线架设于接触网支柱外侧,抢修恢复难度大,每次断线都对铁路运输造成较大的影响。一、断线情况信阳供电段管内曾发生多起断线事故: (1)三官庙——长台关上行122#一144#柱处正馈线LJ-185断一根。 (2)长台关——彭家湾193#柱处正馈线LJ-185断一根。

关键词：电气化铁路接触网正馈线断线事故