接觸網的案例
淺談電氣化鐵道線路改道中的接觸網施工
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 關于城市軌道供電制式與接觸網的對比與選擇
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 基于柔性梁的受電弓/接觸網動力學分析
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 解決方案 | 架空線路監控和動態接觸網力控制
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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【CAE案例】高鐵列車弓網系統動力學仿真
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 電氣百科：受電弓
電力牽引機車從接觸網取得電能的電氣設備，安裝在機車或動車車頂上。受電弓可分單臂弓和雙臂弓兩種，均由滑板、上框架、下臂桿（雙臂弓用下框架）、底架、升弓彈簧、傳動氣缸、支持絕緣子等部件組成。菱形受電弓，也稱鉆石受電弓，以前非常普遍，后由于維護成本較高以及容易在故障時拉斷接觸網而逐漸被淘汰，近年來多采用單臂弓。負荷電流通過接觸線和受電弓滑板接觸面的流暢程度，它與滑板與接觸線間的接觸壓力、過渡電阻、接觸面積有關，取決于受電弓和接觸網之間的相互作用。
地鐵列車·知多少
地鐵車輛是城市軌道交通系統的重要組成部分，也是技術含量較高的機電設備。
一般地鐵車輛由多部分組成，如車體、受電弓、通風系統、制動系統、牽引系統、內裝體統等等，而每一個構造又包含了千千萬萬個小零件。復雜，但融入了地鐵研發人員的創造與智慧。
今天
我們著重來說一下關于受電弓
電氣化鐵路的牽引動力是電力機車，機車本身不帶能源，所需能源由電力牽引供電系統提供。牽引供電系統主要是指牽引變電所和接觸網兩大部分。
變電所設在鐵道附近，它將從發電廠經高壓輸電線送來的電流，送到鐵路上空的接觸網上。
展開 基于虛擬樣機技術的高速弓網系統研究.pdf
本文結合我國250km/ h 高速受電弓設
計,應用虛擬樣機技術,對鐵路接觸網2受電弓系統進行系統研究。在進行受電弓可視化三維實體設計的基礎上,
應用多體系統動力學軟件SIMPACK和有限元計算軟件ANSYS ,進行了受電弓的幾何分析及受電弓零部件的強
度和剛度校核,計算了接觸網振動模態和自振頻率;運用結構子結構方法,建立了受電弓2接觸網耦合系統模型,
計算了不同模擬運行速度下的弓網振動和接觸壓力響應,以及機車運行振動對受流的影響;最后為了考核接觸網
的疲勞可靠性,進行了在運行條件下的接觸網動應力研究。
關鍵詞: 受電弓; 接觸網; 虛擬樣機; 動力學; 應力
基于虛擬樣機技術的高速弓網系統研究.pdf
展開 UV-AR符合鐵路應用EN 50317-2002標準，可用于動車組、高鐵受電弓電火花檢測
弓網動態接觸力是評估弓網受流質量、接觸網狀態和滑板磨耗情況、診斷接觸網局部缺陷的關鍵參數。考慮現有接觸力檢測方法存在的不足與缺陷，提出了一種基于光纖應變傳感器測定接觸力的方法.首先對受電弓弓頭進行結構簡化，分析了弓頭集中力與應變響應的關系，建立了新的弓網接觸力計算模型；其次，基于弓網混合模擬實驗臺進行了靜態實驗，驗證了響應關系線性假設并對滑板等效剛度和等效長度進行標定，以及多組動態加載實驗驗證測量方法的有效性，并借助仿真進一步驗證其高頻工況的可靠性；最后，對慣性力修正前后的接觸力測量結果與實際接觸力進行了對比實驗.研究結果表明：慣性力對接觸力的貢獻隨頻率的增加而增大，不考慮慣性力情況下，10Hz時接觸力最小值和最大值的測量誤差分別達26.57%和11.13%，已不可忽視；修正后接觸力測量值與實際值能較好的吻合，最小值和最大值的測量誤差降為3.12%和1.54%，測量誤差小。
電力牽引機車從接觸網取得電能的電氣設備，安裝在機車或動車車頂上。受電弓可分單臂弓和雙臂弓兩種，均由滑板、上框架、下臂桿（雙臂弓用下框架）、底架、升弓彈簧、傳動氣缸、支持絕緣子等部件組成。菱形受電弓，也稱鉆石受電弓，以前非常普遍，后由于維護成本較高以及容易在故障時拉斷接觸網而逐漸被淘汰，近年來多采用單臂弓。
負荷電流通過接觸線和受電弓滑板接觸面的流暢程度，它與滑板與接觸線間的接觸壓力、過渡電阻、接觸面積有關，取決于受電弓和接觸網之間的相互作用。
為保證牽引電流的順利流通，受電弓和接觸線之間必須有一定的接觸壓力。
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牽引變電所
定義：
牽引變電所的功能是將三相的110KV(或220KV)高壓交流電變換為兩個單相的27.5KV的交流電，然后向鐵路上、下行兩個方向的接觸網(額定電壓為27.5KV)供電，牽引變電所每一側的接觸網都被稱做供電臂。該兩臂的接觸網電壓相位是不同的，一般是用分相絕緣器隔離開來。相鄰變電所間的接觸網電壓一般是同相的[BFQ]，期間除也用分相絕緣器隔離外，還設置了分區亭，通過分區亭斷路器或隔離開關的操作，實行雙邊(或單邊)供電。
電力牽引的專用變電所。牽引變電所把區域電力系統送來的電能，根據電力牽引對電流和電壓的不同要求，轉變為適用于電力牽引的電能，然后分別送到沿鐵路線上空架設的接觸網，為電力機車供電，或者送到地下鐵道等城市交通所需的供電系統，為地鐵電動車輛或電車供電。一條電氣化鐵路沿線設有多個牽引變電所，相鄰變電所間的距離約為40~50公里。在長的電氣化鐵路中，為了把高壓輸電線分段以縮小故障范圍,一般每隔200~250公里還設有支柱牽引變電所,它除了完成一般變電所的功能外，還把高壓電網送來的電能，通過它的母線和輸電線分配給其他中間變電所。
分區亭
定義：
設置于兩個牽引變電所的中間，可使兩相鄰的接觸網供電區段(同一供電臂的上、下行或兩相鄰變電所的兩供電臂)實現并聯或單獨工作。如果分區廳兩側的某一區段接觸網發生短路故障，可由供電的牽引變電所饋電線斷路器及分區亭斷路器，在繼電保護的作用下自動跳閘，將故障段接觸網切除，而非故障段的接觸網仍照常工作，從而使事故范圍縮小一半。
位置：
設在兩個牽引變電所中間，增加供電的靈活性、可靠性。
作用：
分相；越區供電；縮小事故的范圍。
展開 【收藏】變電站、開閉所、變電所、配電房、箱變、變壓站一文全解
如果分區廳兩側的某一區段接觸網發生短路故障，可由供電的牽引變電所饋電線斷路器及分區亭斷路器，在繼電保護的作用下自動跳閘，將故障段接觸網切除，而非故障段的接觸網仍照常工作，從而使事故范圍縮小一半。
位置：
設在兩個牽引變電所中間，增加供電的靈活性、可靠性。
作用：
分相；越區供電；縮小事故的范圍。
來源：筑匠工程圖文
鐵路變電知識應知應會
答:牽引供電設備應由牽引變電所、接觸網、遠動系統三部分組成。
3、牽引變電所的平均功率因素不低于多少？
答：不低于0.9。
4、當一個牽引變電所因故障不能向供電臂供電時，相鄰的牽引變電所可以向其供電嗎？采用什么方式？
答：可以，采用越區供電方式。
5、電氣化鐵路供電方式主要分為哪幾種？
答：直供加回流、AT供電、BT供電三種方式。
6、牽引變電所主變壓器設有哪幾種主保護？
答：牽引變電所主變壓器設有差動、瓦斯（壓力釋放）、過負荷、過熱、過電流等保護。
7、牽引變電所饋線設有哪幾種保護？
答：牽引變電所饋線設有距離（阻抗）保護、電流速斷、高阻保護（電流增量）等保護，并設一次自動重合閘裝置。
8、27.5KV并聯電容補償裝置設有哪幾種保護？
答：27.5KV并聯電容補償裝置設有電流速斷（差流）、過電流、差壓、失壓等保護。
9、什么叫高壓、低壓？
答：高壓指對地電壓在250V以上的電壓，低壓指對地電壓在250V及以下電壓。
10. 《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
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科普：高速鐵路“四電”系統指的是什么
牽引供電系統主要由牽引變電所、饋電線、接觸網、軌道和回流線組成。在鐵路系統中，牽引變電所是指將發電廠經電力傳輸線送來的電能變換成適合機車車輛所需的電壓，并分送到接觸網的場所。功能是將三相的110kV(或220kV)高壓交流電變換為兩個單相的27.5kV的交流電，然后向鐵路上、下行兩個方向的接觸網(額定電壓為25kV)供電。
牽引變電所分類
按高壓輸電線的引入方式分類，主要有“T”接線(又稱分支接線)和“橋”接線。按牽引變壓器的聯結形式分類，有單相聯結(又稱簡單單相聯結，或純單相聯結)、單相Vv聯結、三相Vv聯結、三相YNd11聯結和三相不等容量YNd11聯結、三相YNd11d1十字交叉聯結、斯科特聯結等。按承擔供電臂的供電任務分類，有集中供電方式和分散供電方式。
接觸網
接觸網是在電氣化鐵道中，沿鋼軌上空“之”字形架設的，供受電弓取流的高壓輸電線。接觸網是鐵路電氣化工程的主構架，是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路。其由接觸懸掛、支持裝置、定位裝置、支柱與基礎幾部分組成。接觸網大多以接觸懸掛的類型來區分。本文中的接觸懸掛的分類指的是對接觸網的每個錨段而言的。接觸懸掛的種類較多，一般根據其結構的不同分成簡單接觸懸掛和鏈形接觸懸掛兩大類。
供電方式
在高速鐵路上，采用自耦變壓器供電方式(Auto Transformer，AT)；在普速鐵路上采用帶回流線的直接供電方式(DN)。
AT供電方式
DN供電方式
工作過程
發電廠生產出的電能往往在一兩千伏左右，為了降低運輸過程中的電能損耗，采用高壓運輸的方法。
展開 一文看懂：變電站、開閉所、變電所、配電房、箱變、變壓站
牽引變電所
定義：
牽引變電所的功能是將三相的110KV(或220KV)高壓交流電變換為兩個單相的27.5KV的交流電，然后向鐵路上、下行兩個方向的接觸網(額定電壓為27.5KV)供電，牽引變電所每一側的接觸網都被稱做供電臂。該兩臂的接觸網電壓相位是不同的，一般是用分相絕緣器隔離開來。相鄰變電所間的接觸網電壓一般是同相的[BFQ]，期間除也用分相絕緣器隔離外，還設置了分區亭，通過分區亭斷路器或隔離開關的操作，實行雙邊(或單邊)供電。
電力牽引的專用變電所。牽引變電所把區域電力系統送來的電能，根據電力牽引對電流和電壓的不同要求，轉變為適用于電力牽引的電能，然后分別送到沿鐵路線上空架設的接觸網，為電力機車供電，或者送到地下鐵道等城市交通所需的供電系統，為地鐵電動車輛或電車供電。一條電氣化鐵路沿線設有多個牽引變電所，相鄰變電所間的距離約為40~50公里。在長的電氣化鐵路中，為了把高壓輸電線分段以縮小故障范圍,一般每隔200~250公里還設有支柱牽引變電所,它除了完成一般變電所的功能外，還把高壓電網送來的電能，通過它的母線和輸電線分配給其他中間變電所。
分區亭
定義：
設置于兩個牽引變電所的中間，可使兩相鄰的接觸網供電區段(同一供電臂的上、下行或兩相鄰變電所的兩供電臂)實現并聯或單獨工作。
展開 武襄十鐵路全專業BIM應用
站房設計模型
站后四電
信息專業完成站房內自動售票機、閘門、進出站等模型的制作及布置；接觸網專業完成路基、橋梁、隧道、站場內接觸網的建模及布置；信號專業完成站場內信號樓及信號等的布置；電力專業完成站房內及隧道的照明；供變電專業完成供變電所的建模及布置等。
四電專業設計模型
給排水專業
通過Revit軟件完成污水處理站、消防加壓站、給水加壓站等的建模及布置工作，并進行碰撞檢查，有效減少室外給排水管道與站場內相關設施的碰撞問題。
給排水專業設計模型
環保專業
在路基和橋梁設計的基礎上進行聲屏障設計，并沿線進行布置。
環保聲屏障模型
模型整合
由于設計階段涉及軟件、專業較多，采用Navisworks和Infraworks360進行各專業模型的整合。整合過程中出現問題相對較多，如坐標不一致、模型較大無法導入、文件數據丟失、多個專業設計的內容有碰撞等。整合中針對上述問題分別提供了不同解決方法，如設計中統一坐標、采用輕量化模型、通過其他方式導出數據或二次開發、對專業間或專業內的碰撞采取不同修改方式，專業內的可直接根據碰撞點進行修改，專業間的則需要反饋到相關的2個或2個以上專業同時進行修改等。在模型整合基礎上進行了相關專題研究，如動畫漫游、施工模擬等。
整合的武當山西站剖切圖
在Navisworks和Infraworks中的整合模型
展開 高速受電弓的CFD建模及分析
當列車速度超過250km/h時，高速氣流對受電弓-接觸網受流性能的影響越來越大。在弓網受流性能方面，風阻對弓網接觸力的影響增大，因此要滿足動車組的取流要求就要對高速受電弓的空氣動力性能進行研究。本文從空氣動力學的角度出發，首先通過UG軟件建立受電弓的三維模型，然后利用STAR-CD軟件對受電弓的氣動力學性能進行數值分析。經仿真計算研究得出，在動車組安裝受電弓處加裝導流罩，即可以保證良好的高速動態受流動態性能來確保安全穩定的運行，也會改善氣動噪聲的影響。
42.高速受電弓的CFD建模及分析.pdf
