弓网系统滑动接触区域温度场仿真研究

摘要

温度对弓网系统材料的性能及稳定性有着极为重要的影响，高温会影响材料的摩擦系数导致加速系统的磨损。电弧瞬间产生很高的温度，能够灼伤导线，使接触表面的物理和化学性能发生改变，弓网系统瞬间的短路电流，甚至能够达到导线的熔点，发生断线现象。所以研究弓网系统的温度场，发现影响温度变化的因素有着极为重要的意义。
　　针对弓网系统离线电弧的特点，设计出弓网电弧电磁噪声模拟实验平台，并秘用该实验机进行了滑动电接触实验。利用COMSOL仿真软件对弓网系统进行仿真，建立三维立体有限元模型，通过实验与仿真相结合的方式进行研究，发现改变电流、压力、速度会影响滑板接触区域的温度变化。仿真结果发现改变材料的热导率和电阻率都会影响接触点的温升。当机车起动时，会有一个起动电流，会引起温度的波动，使温度短时间超过稳定运行时候的温度;当系统发生短路时，由于电流突然增大，会导致温度的突然升高，甚至能够超过导线的熔点，影响弓网系统的稳定性，应当的尽量避免。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 课题的背景和意义

1．2 研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究状况

1．3 本课题的主要研究工作

2 弓网滑动电接触理论概述

2．1 电接触定义

2．2 弓网系统的接触温升理论分析

2．2．1 弓网系统的热传导方式

2．2．2 φ-θ理论和电接触处的接触电压

2．3 弓网系统概述

3 弓网系统模拟实验系统设计

3．1 电波暗室

3．2 弓网电弧发生器

3．3 弓网电弧检测系统

4 弓网系统Comsol仿真研究

4．1 Comsol Multiphysics介绍

4．2 comsol仿真模型的搭建

4．2．1 仿真建模

4．2．2 材料参数及其属性

4．2．3 仿真条件的设定

4．3 仿真有效性的验证

4．3．1 弓网系统温度分布图

4．3．2 铜导线温度分布图

4．4 本章小结

5 实验和Comsol仿真结果及其研究

5．1 静态接触电阻对弓网系统稳定性的影响

5．1．1 实验方案

5．1．2 弓网系统静态comsol温度仿真

5．1．3 实验与仿真结果分析

5．1．4．理论分析

5．2 速度对弓网系统温度变化的影响

5．2．1 实验方案

5．2．2 仿真研究

5．2．3 结果及其理论分析

5．3 滑板和导线材料的选择

5．4 起动电流对温度的影响

5．5 短路电流的仿真研究

结论

参考文献

作者简历

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