受電弓——接觸網(wǎng)系統(tǒng)電接觸特性研究.pdf

1、弓網(wǎng)系統(tǒng)電接觸是指受電弓的滑板與接觸網(wǎng)的接觸線相互接觸并通過接觸界面實現(xiàn)電流傳輸?shù)奈锢?、化學現(xiàn)象統(tǒng)稱。弓網(wǎng)系統(tǒng)電接觸包含了靜態(tài)電接觸、滑動電接觸及可分合電接觸等三方面的現(xiàn)象和問題。 本文分別論述了靜態(tài)電接觸、滑動電接觸及可分合電接觸情況下的弓網(wǎng)系統(tǒng)的熱過程；對靜止狀態(tài)下受電弓滑板與剛性接觸網(wǎng)的接觸溫升——接觸壓力——取流量關系進行了試驗研究；系統(tǒng)介紹了弓網(wǎng)系統(tǒng)接觸電阻、接觸溫升、接觸材料匹配及摩擦磨損方面的有關理論；詳細描述了弓

2、網(wǎng)系統(tǒng)電弧的產(chǎn)生原因及其影響；對弓網(wǎng)電接觸的需求及接觸質(zhì)量的優(yōu)劣評價進行了概括。 接觸電阻是弓網(wǎng)電接觸的基本參數(shù)，接觸電阻與弓網(wǎng)材料匹配、弓網(wǎng)接觸壓力、接觸形式、接觸面狀況等因素有關。不同的滑板和接觸線材料組合，接觸電阻也不相同。 電氣列車靜止不動時的受電弓滑板的取流量必須保持在允許限度內(nèi)。對靜止狀態(tài)下受電弓滑板與剛性接觸網(wǎng)的接觸溫升——接觸壓力——取流量關系進行的試驗結果表明，弓網(wǎng)接觸壓力在60N～120N范圍內(nèi)變化時

3、，接觸溫升對接觸壓力的變化不敏感，單純增加或減小接觸壓力不能顯著改變弓網(wǎng)系統(tǒng)的靜態(tài)電接觸特性。 弓網(wǎng)系統(tǒng)靜態(tài)接觸壓力取值的決定因素包括電氣列車靜態(tài)取流量、弓網(wǎng)系統(tǒng)燃弧率及接觸線與受電弓滑板的材料匹配。 在電氣列車起動和短路兩種情況下，對弓網(wǎng)系統(tǒng)電流引起的接觸線熱過程的仿真結果表明，正常起動電流不會影響弓網(wǎng)系統(tǒng)的運行可靠性，短路電流對弓網(wǎng)接觸點處接觸線的損害往往是致命的。 滑板與接觸線滑動接觸過程中，產(chǎn)生的磨耗可以

4、分為機械磨耗、化學磨耗和電氣損耗等3種，機械磨耗通常又分為粘結磨耗、硬粒磨耗和疲勞磨耗。 在大多數(shù)情況下，滑板與接觸線脫離接觸時，斷開的電流大于生弧電流，滑板與接觸線之間的電壓大于生弧電壓，弓網(wǎng)系統(tǒng)的電弧現(xiàn)象不可避免。電弧能維持滑板與接觸線之間的電氣聯(lián)系，保證電氣列車取流的持續(xù)性，這種特性對移動接觸能量的傳輸至關重要。 弓網(wǎng)系統(tǒng)電火花和電弧現(xiàn)象的產(chǎn)生原因有多種，不同情況下的電弧對弓網(wǎng)系統(tǒng)材料的影響也不相同。依據(jù)熱傳導理論

5、建立弓網(wǎng)系統(tǒng)電弧燒蝕模型，將接觸線被電弧侵蝕的熱過程計算歸結為具有第二類邊界條件的常熱流快速加熱半無限大物體的強瞬態(tài)熱傳導問題的求解，并分別在靜止電弧和運動電弧兩種熱流輸入情況下，對接觸線的熱過程進行的仿真結果表明，靜止電弧和運動電弧對接觸線的電氣侵蝕程度不同，靜止電弧在極短的時間內(nèi)就能引起接觸線表面熔化，不同速度的運動電弧對接觸線表面的侵蝕程度不同，電氣列車運行速度越高，電弧對接觸線表面的侵蝕程度越輕微。 常采用測量與接觸電阻