接觸網
關注創建者：奶茶少加糖 創建時間：2021-03-03
接觸網的實例教程
在電氣化鐵路上進行線路改道，車站的改建、擴建類工程(簡稱線路改道工程)時，接觸網施工工程具有十分重要的地位，接觸網的密切配合，是保證運輸秩序不受大的干擾，線路改道順利實施的關鍵。近年來，我局管內因隴海線提速、洛張線電化、寧西二線引入等工程的施工，引起許多線路改道工程的實施，在接觸網工程對整體工程的影響方面，有必要做一探討。
2 線路改道中接觸網施工的特點
(1)動手早、結束晚、時間長。線路改道需要遷移接觸網支柱，重新架設或改移接觸懸掛，在改道工程施工前期，接觸網支柱往往影響著線路方面的施工，而支柱正是接觸網賴以存在的根本，處理周期長、難度大，用一次或幾次會戰來完成接觸網施工是不可能的，所以需要接觸網提前施工，即接觸網施工開始要早。接觸網的過渡工程只有等線路改移完畢后才能恢復，因此接觸網的施工結束最晚。
(2)施工作業時間受行車運輸的制約，施工時間短。其它專業的施工可以搞長時間、大規模的施工，或投入備用設備后長時間施工，而接觸網是技術性、整體性較強的工種，沒有備用，大多數只能利用“天窗”時間來施工，作業受時間、地點、行車運輸等制約，不能“甩開膀子”長時間、大兵團作戰。接觸網停電是整條供電臂(25—35km)， 停電后不能行車的是多個車站和區間，這就更增加了停電施工的難度。
3 接觸網施工的基本步驟
3.1 前期技術“消化”處理及過渡工程、主體工程施工方案確定
(1)要認真審閱施工設計圖紙，吃透設計精神。施工設計圖紙要仔細閱讀，掌握主體工程及施工方案，以及可能影響到接觸網工程的關鍵地點、環節，對原設計的不足，特別是設計過渡方案與實際方案有出入、施工中的困難以及對今后運營不利的方面，及時及早向有關部門反映，以求盡早解決。
(2)組織交樁。
展開 我國GB50157《地下鐵道設計規范》、GB3317-82《電力機車通用技術條件》等有關標準中規定：城市軌道交通車輛的供電制式為DC 750V、DC 1500V 兩種;以我國城市軌道交通系統的供電制式為例，又有DC750V 接觸軌供電、DC1500V接觸網供電和DC1500V 接觸軌供電等不同方式。
本文將就DC750V 與DC1500V 電壓等級供電制式的選取以及接觸網與接觸軌的供電方式提出一些自己的看法。
2 各電壓等級及供電方式的應用現狀及發展方向
歐美及日本， 早期的地鐵、輕軌系統多采用DC600V、DC750V 供電。隨著技術進步，20 世紀70 年代后期設計的地鐵系統更多地采用DC1500V 的供電方式。1980 年開始投入運營的英國紐卡斯爾地鐵， 則采用DC1500V 供電方式和架空接觸網受流。法國客流量較大的巴黎地區快車線則采用DC1500V架空接觸網受流。在德國的各城市其城市軌道交通供電電壓制式為DC600V、DC750V， 接觸軌、架空接觸網兩種受流方式并存。日本多數城市快車、地鐵、輕軌均采用DC1500V 供電制式和接觸網受流;單軌鐵路、部分地鐵線路及新交通系統、小型地鐵等交通系統則采用了DC750V 供電方式和接觸軌受流。我國的香港地鐵采用DC 1500V 供電制式，架空接觸網受流;輕軌采用DC750V 供電方式，架空接觸網受流。上海地鐵一、二號線及全線高架的輕軌線路明珠線，采用DC1500V 供電制式，架空接觸網受流。廣州地鐵一、二號線采用DC1500V 供電制式，架空接觸網受流。深圳地鐵一號線，采用DC1500V 供電制式，架空接觸網受流。西安地鐵一、二號線采用DC1500V 供電制式，架空接觸網受流等。20 世紀50 年代末期，北京地鐵以前蘇聯生產的凸輪變阻技術地鐵車輛為原形，開發了國產的北京地鐵車輛。
展開 1
弓網仿真概述
弓網仿真的必要性
為保證弓網間的穩定受流，受電弓的弓頭滑板和接觸網的接觸壓力要保證在一定范圍內。對于弓網系統來說，接觸力的變化幅度越小越好，受流就越穩定，動態性能就約好。當接觸壓力過小和接觸電阻大時，弓網接觸部分將產生大量的能耗和電熱，嚴重時甚至造成離線；當接觸壓力過大時，接觸線抬升量增大，會使接觸線局部彎曲，引起疲勞損傷。
弓網動力學的主要任務就是抑制弓網間有害振動，確保受電弓的平穩受流，為列車告訴運行條件下弓網的結構選型和參數優化提供理論指導。
當前仿真現狀
目前進行弓網動力學仿真，主要是使用Simpack和有限元軟件剛柔耦合分析方法，例如，馬果壘等工程師借助有限元軟件和Simpack建立弓網剛柔耦合仿真平臺，對受電弓參數進行了深入分析；王華偉利用CAD軟件和有限元軟件建立受電弓和接觸網的實體模型，導入到Simpack中，建立受電弓和接觸網的動力學仿真模型，分析了受電弓的基本動力學特性。
但是，這種建模仿真存在以下問題：
（1）使用有限元軟件生成柔性體在Simpack軟件中只能考慮其線性模態性能，無法準確模擬接觸網高壓線的非線性性能；
（2）在多體軟件中，對有限元生成的柔性體進行接觸仿真，仿真速度比較慢；
（3）生成的柔性體無法在Simpack中直接編輯，必須返回到有限元軟件中編輯后并重新生成。
展開 在極端條件下進行可靠測量
受電弓和接觸網之間的正確接觸對于列車的高效運行是必不可少的。這可以通過集成在受電弓結構中的光學傳感器監測力和加速度來確保。HBK的光纖測量解決方案可用于表征、認證和測試受電弓。它還可以評估架空電力線狀況并控制線路接觸力，作為完整設置的一部分，在可擴展的整體解決方案中進行基于地圖的位置分析 。
系統架構
該設置基于力和加速度光學傳感器，這些傳感器是無源且安全的，可在高壓架空電力線周圍進行精確測量。此外，它可以通過QuantumX數據采集平臺輕松集成，與來自車輛總線信號和列車位置的信息集成，以構建基礎設施及其維護計劃的圖形地圖。
優點
完整的解決方案
滿足您所有需求的一站式供應商，從傳感器到軟件
安全使用
完全無源的解決方案，可在高壓環境中安全運行
降低成本
防止不必要的維護和軌道 中斷以進行檢查
車輛集成
通過與車輛總線信號和 GPS 同步來識別損壞擴展、位置和頻率
官網：
<HBM應變片：應力測試測量優選>
<HBM稱重傳感器：稱重精度，久經驗證>
<HBM力傳感器： 應變和壓電兩種測量技術>
<HBM扭矩傳感器和轉矩傳感器>
<電功率測試 - 從部件到車輛能源管理>
<數據采集系統與設備>
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展開 01 案例介紹
弓網系統也稱受電弓/接觸網系統，它由受電弓、接觸網以及兩者之間的接觸力學和運動關系構成，是高鐵列車上的供電受流系統。受電弓與接觸網之間的接觸行為和受力情況是進一步研究評價弓網可靠性的基礎。
當弓網之間的接觸力過大時，弓網之間會有較大的摩擦力，導致線纜迅速磨損；而當兩者之間接觸力過小時，受電弓和接觸網可能會出現分離現象，接觸線上的高壓電會擊穿空氣，在受電弓和接觸網之間出現電弧，損傷其他電氣元件，進一步造成不必要的損失。
弓網動力學仿真的難點在于接觸網上使用的架空線纜拉伸模量遠大于壓縮模量。并且在預緊力和重力作用下，線纜會出現大變形現象。
這樣的力學行為明顯是非線性的，需要專門的模型進行描述。并且接觸網和受電弓之間存在接觸情況，需要合適的接觸設置以及非線性動力學求解器進行求解。
本案例將使用通用結構仿真軟件中集成CABLE線纜模型、接觸算法以及非線性動力學求解器，進行弓網系統的動力學仿真。
圖1 弓網系統
02 幾何模型與網格劃分
接觸網總長度為550m，受電弓可以使用彈簧-阻尼-質量模型進行簡化模擬，因此只需要使用簡單的點線建模即可。建模完成后的模型示意圖如下所示：
圖2 弓網幾何模型
接觸網和受電弓整體都使用線性單元進行網格劃分。
03 模型設置
圖3 弓網各部分組件示意圖
圖3中展示了接觸網上各組件的名稱，其中承力索和接觸線部分使用CABLE單元進行模擬，承力索和吊弦部分使用彈簧-質量模型進行模擬。受電弓使用彈簧-阻尼-質量單元進行模擬。
04 邊界條件設置
承力索和接觸線受到水平方向上的預張力后，承力索上的懸掛點設置為固定點，接觸線上定位器處給定豎直方向的剛度，固定水平方向的自由度。
展開 
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5.軌道交通通信信號通信技術：列車控制系統、平交道系統、操控系統、遠程控制、信號系統、接地裝置等；交通信息科技；數據處理；電子商務系統；通訊系統、基礎設施管理、車輛調度系統等；
6.隧道及地下工程地下工程：土木建筑工程、電力系統、架空接觸網、焊接技術、隧道與橋梁建設等；地下工程施工機械、盾構、掘進技術及設備，建設工程材料、防水材料；盾構機及配套設施；養路機械、設備與工具；技術裝備；建筑材料
導出的剛度矩陣 HB 文件（stiff.txt）
輸出：MATLAB 稀疏矩陣 K，可直接用于動力學計算或驗證
支持自動對稱化，保證數值正確
2.質量矩陣提取函數
輸入：ANSYS 導出的質量矩陣 HB 文件（mass.txt）
輸出：MATLAB 稀疏矩陣 M
使用與剛度矩陣同樣的解析邏輯，無需額外修改
案例說明：
本文以高速鐵路接觸網結構為例
wx_fmt=jpeg"></p><p><strong>2.受電弓數字孿生</strong></p><ul><li>romAI降階模型：實時模擬弓網動態接觸，響應速度提升1000倍</li><li>成果：實現亞毫米級接觸力控制，延長受電弓壽命30%</li></ul><p class="ql-align-center"><img src="https://mmecoa.qpic.cn/mmecoa_jpg
在極端條件下進行可靠測量
受電弓和接觸網之間的正確接觸對于列車的高效運行是必不可少的。這可以通過集成在受電弓結構中的光學傳感器監測力和加速度來確保。HBK的光纖測量解決方案可用于表征、認證和測試受電弓。它還可以評估架空電力線狀況并控制線路接觸力，作為完整設置的一部分，在可擴展的整體解決方案中進行基于地圖的位置分析 。
01 案例介紹
弓網系統也稱受電弓/接觸網系統，它由受電弓、接觸網以及兩者之間的接觸力學和運動關系構成，是高鐵列車上的供電受流系統。受電弓與接觸網之間的接觸行為和受力情況是進一步研究評價弓網可靠性的基礎。
因此，列車可以沿著鐵軌行駛，檢測開關岔道的位置，對傳感器做出響應，捕獲帶受電弓接觸網功率……該模塊與牽引模型交互，根據要求的加速情況計算列車的速度。
2.3.2 自動駕駛模型
物理電子處理單元(自動飛行員)在測試臺上可有也可用虛擬模型替代。根據實際設備的存在情況，開發的虛擬模型可以被動態地啟用或禁用。
如何適應山體滑坡、線路變形、接觸網懸掛異物等非常情況？因此，基于多傳感器信息融合的列車運行狀態在線感知與預測技術研究是智能列控系統的基礎。
《技規》對接觸網電壓有何規定？
《技規》中規定，高鐵接觸網標稱電壓值為25kV，最高工作電壓為27.5kV，短時(5min)最高工作電壓為29kV，最低工作電壓為20kV。普鐵接觸網標稱電壓值為25kV，最高工作電壓為27.5kV，短時（5min）最高工作電壓為29kV，最低工作電壓為19kV。
文章來源：鐵道知識局
高速鐵路引起的噪聲源主要包括列車高速運行時走行部的車輪與鋼軌產生的“輪軌噪聲”、集電弓與接觸網高速摩擦產生的
長三角首個多功能綜合能源服務站
城際軌道交通+飛輪儲能
列車可以通過儲能技術儲存電能， 在無接觸網或緊急情況下釋放電能， 以保證正常行駛。
地鐵+飛輪儲能
城市軌道交通車站間距短，列車頻繁啟動、制動，在運營過程中可以說是“用電大戶”。列車在制動（也就是人們常說的“剎車”）過程中會產生數量可觀的能量，具有回收利用價值。
