波动压力载荷下弓网电弧动态特性研究

在列车运行过程中会有多种因素导致列车受电弓压力载荷产生波动,影响列车弓网系统的运行性能。实验测试了不同压力载荷波动幅度和波动频率条件下弓网电弧的动态特性。利用数字图像处理技术对电弧图像进行处理,分别选取电弧的面积与周长和电弧圆斑半径与弧根长度为特征量,研究与压力载荷波动的关系,统计分析了波动压力载荷下燃弧尖峰电压和燃弧电压的变化规律。随着波动振幅的增加,电弧的面积与周长先增大后减小,电弧圆斑半径有减小的趋势,弧根长度有所增大;随着波动频率的增大,电弧周长先减小后增大最后趋于稳定,电弧的面积有减小趋势,波动频率对电弧圆斑半径和弧根长度的影响不大。随着波动振幅的增大,燃弧个数变多,燃弧时间关系不明确,燃弧尖峰电压先减小后增大,电弧电压与熄弧尖峰电压基本不变,零休时间先减小后增大;随着波动频率的增大,电弧各项参数没有明显规律。     

降雨环境下弓网电弧动态特性研究

弓网电弧的危害严重阻碍了高速铁路的发展,恶劣的环境条件会促使弓网离线电弧频发,造成滑板和接触网导线磨耗加剧,受流质量下降。为提高高速铁路运行的安全性和稳定性,研究了降雨条件下弓网电弧运行动态特性。基于自制的弓网电弧实验系统,分别采集正常运行、小雨(降雨量30 g)及大雨(降雨量150 g)环境下电流电压波形,并利用高速摄像机拍摄弓网电弧图像。研究结果表明,工况条件一定时,降雨环境下弓网电弧被拉伸,呈现不规则状态,电弧面积和周长增大,且小雨环境下电弧周长和面积最大;降雨环境使电流纹波加重,零休时间变长,电弧尖峰电压增大,缩短了弓网电弧燃弧时间,提高了电弧发生率,其中小雨环境变化最为明显;降雨环境下电弧功率增大,电弧最小电阻值出现在电流峰值附近,且较无雨环境电弧最小电阻值增大。