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国外高速刚性接触网系统弓网动态测试分析

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摘要：

王宏.富雷尔福莱电气化设备（广州）有限公司，高级工程师。

0 引言

近年来，刚性悬挂接触网系统以其零部件少、净空要求低、载流量大、可靠性高、维修便捷等优点[1]，在我国轨道交通领域得到广泛应用。自2003年6月我国首个刚性接触网系统在广州地铁2号线投运以来，运营实践证明其运行效果良好[2]，并在国内兰武二线乌鞘岭隧道、青藏铁路新关角隧道、南疆铁路中天山隧道的铁路工程中有所应用。目前，国内刚性接触网系统最高运行速度为160 km/h，尚无160 km/h以上速度等级的运行案例或测试记录[3]。

1 S tanton隧道刚性悬挂系统介绍

Stanton隧道位于英国莱仕特郡（Leicestershire），隧道形式为单洞双线隧道，轨道基础采用有砟道床，电压等级AC 25 kV，其刚性悬挂段长度1.2 km，是英国第一条采用高速刚性悬挂接触网系统的线路。Stanton隧道刚性悬挂系统采用7.5 m跨距布置，CR4（四代）汇流排，铰链式水平悬臂，定位点为弹性定位，设计时速220 km，运营时速200 km，于2016年6月14—16日进行了145～200 km/h速度的弓网测试，验证Stanton隧道刚性悬挂接触网系统的适用性和可靠性。

2 弓网测试评价标准

根据国际电工委员会IEC -2017标准和欧盟TSI（Technical Specification for Interoperability）铁路互联互通技术规范[4]，AC 25 kV刚性接触网系统弓网动态性能评价相关标准的规定如表1所示。

由弓网接触力评价标准可以看出，在最小接触力Fmin和最大接触力Fmax处于0～350 N的情况下，刚性接触网系统弓网受流质量可以用平均接触力Fm与接触力标准差σ的关系来衡量，这也是对弓网受流质量进行评价的普适性方法。为了验证本次弓网测试完全符合上述标准，增加本次弓网测试获得的接触力数据可信度，以更高的标准和要求对已获取弓网接触力数据进行合理性检验，本次弓网测试中，对于平均接触力Fm与接触力标准差σ的关系，在满足上述标准的前提下采用一种更加严格的考量标准：①σ/Fm＜0.25；②Fm- 3σ＞25 N；③Fm-3σ＞0.3Fm。采用该弓网受流评价标准，对刚性接触网系统的可靠性和弓网适应性提出了更高的要求，进一步确保刚性接触网系统在高速运行下安全可靠。

表1 AC 25 kV刚性接触网系统弓网动态接触力评价标准注：σ为弓网动态接触力标准差。?

3 弓网测试设备与受电弓布置

（1）车辆：使用2组（每组5列编组）且每组带有一个受电弓的Hitachi Class 800 units测试车辆，以此构成双弓牵引的取流制式，受电弓型号为Brecknell Willis HSX 250型，前弓静态接触力70 N，后弓静态接触力90 N。

（2）受电弓布置：测试列车采用双弓牵引，2组列车每组各配备一个受电弓，受电弓间距为200 m，前车顺弓后车逆弓的布置形式（图1），测试速度范围为145～200 km/h。

图1 测试列车双弓牵引弓间距200 m布置形式

（3）设备：弓网动态测试数据采用DB System Technik公司（德国铁路系统技术公司，简称DBST）的遥测设备进行收集。该设备在欧洲境内的铁路领域应用广泛，其测试精度经过了弓网动态测试验证并遵循欧洲标准EN 的规定，测试数据经过计算机处理后可进行可视化展示，并可以文件、视频影像等形式输出。

4 弓网测试结果

基于以上测试车辆、受电弓布置以及相关测试设备，针对Stanton隧道刚性接触网系统区间（K186+581.8～K187+786.4）进行了为期3天的弓网检测，按照速度145、160、175、190、200 km/h共5个速度等级进行测试，收集并整理了在弓间距为200 m布置下各个速度等级下弓网动态测试接触力波形图、接触力指标特征值以及接触力指标统计图。

4.1 接触力测试波形图

Stanton隧道刚性接触网系统在5个速度等级下的弓网接触力波形见图2。由于篇幅原因，本文只展示在Stanton隧道K186+581.8～K187+786.4刚性接触网区间内300 m长度区段的弓网接触力测试波形。

图2 S tanton隧道刚性接触网系统前后弓接触力测试波形

4.2 接触力指标特征值统计

将Stanton隧道刚性接触网系统弓网接触力特征值进行统计，在速度145、160、175、190、200 km/h共5个速度等级下，各项指标均符合标准要求，表明弓网受流质量良好，具体见表2。

表2 S tanton隧道刚性接触网系统弓网接触力指标特征值统计?

4.3 接触力指标曲线图

基于以上测试数据，针对不同的速度等级绘制Stanton隧道刚性接触网系统弓网接触力特征值统计图，如图3所示。

文章来源：《中国测试》网址: http://www.zgcszzs.cn/qikandaodu/2021/0720/1575.html