[发明专利]一种补偿接触线磨耗影响的高速铁路吊弦预配方法

说明书

本发明提供一种补偿接触线磨耗影响的高速铁路吊弦预配方法，在接触网的一次性整体安装过程中，取磨耗系数为最大可接受值时接触线悬挂点抬升量的1/2作为悬挂点的预留驰度，经过如下步骤：(1)接触网初始平衡态模型的求解；(2)吊弦预配；(3)计算磨损接触线参数；(4)建立接触网磨耗计算模型；(5)计算磨损接触网导高变化值；(6)计算得到接触网吊弦预配长度。本发明通过合理设置接触线悬挂点的预留驰度，使其在磨耗后，能逐步接近理想导高，然后再次偏离理想导高的特性，保证在整个接触网使用周期内的几何平顺性波动偏离理想值较小，从而获得更佳的使用性能和更长的使用寿命。

技术领域

本发明属于电气化铁道领域，尤其涉及一种补偿接触线磨耗影响的高速铁路吊弦预配方法。

背景技术

目前，我国已实现了高铁的网络化运行，接触网是高速铁路牵引供电系统的重要组成部分。其使用条件苛刻，经过长时间的运行，零件不可避免会产生磨损，从而导致接触网结构状态和性能的改变。接触线承受电弓滑板的高速滑动摩擦，承受机械和电气双重损耗。接触线磨损后，整个锚段内的导高不均匀性逐步恶化，并远离初始设计值。考虑到整个使用周期内的接触网性能，研究补偿接触线磨耗对接触网性能的影响具有重大意义。本发明拟提供一种高速铁路吊弦补偿接触线磨耗的预配方法，合理增加预设吊弦驰度以改善接触网因磨耗而产生的几何不平顺。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种补偿接触线磨耗影响的高速铁路吊弦预配方法，在接触网的一次性整体安装过程中，取磨耗系数为最大可接受值时接触线悬挂点抬升量的1/2作为悬挂点的预留驰度，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1、接触网初始平衡态模型的求解：

在分模法的基础上建立接触网初始平衡态模型，初始平衡态模型模拟接触线无磨耗的状态，定义接触线各吊弦、定位器连接处的导高为标准值；并应用有限元法对接触网初始平衡态模型进行求解，在保证接触线水平情况下，计算获得无修正的接触网初始平衡态模型；

步骤2、吊弦预配：

根据初始平衡态模型的计算结果，获得未考虑磨耗情况下的各吊弦的标准预配长度L^*_i；

步骤3、计算磨损接触线参数：

定义接触线初始总截面积为接触线横断截面y轴上半部分的不变面积s′与y轴下半部分半径为R的半圆面积之和，接触线截面方向磨耗面积S为磨耗高度为X的弧段区域面积；

接触线截面方向磨耗面积S与接触线初始总截面积的比值为磨耗系数r，磨耗系数r为:

其中，磨耗面积S和磨耗高度X之间的对应关系与接触线横断截面形状有关，关系式如下：

其中，

计算不同磨耗系数r下，接触线横断截面形状及其相关参数，参数包括：磨损后接触线的截面积A，截面水平惯性矩I_y和侧向惯性矩I_z；

步骤4、建立接触网磨耗计算模型：

由步骤3计算出的磨耗系数r_max下磨损接触线参数：截面积A，截面惯性矩I_y和I_z，更新第一步建立的接触网有限元模型，获得接触网磨耗计算模型；

步骤5、计算磨损接触网导高变化值：

分析第四步的接触网磨耗计算模型，获得接触线磨损后各吊弦吊点导高抬升量D_i；