弓网电接触特性试验装置

摘要

本发明公开了一种弓网电接触特性试验装置。它包括有电机、电机控制系统、动力传动系统、主动轮、从动轮、接触网导线、触网导线张力调节器、受电弓和受电弓升降控制器。主动轮通过触网导线与从动轮传动相连，主动轮与从动轮之间的接触网导线呈平直状态；受电弓在其升降控制器的控制下与接触网导线动态接触。本发明的优点是：与弓网接触段的接触网导线处于平直状态，与受电弓接触为柔性接触，且接触网张力可以调节，能够较真实反映弓网电接触状态。

说明书

技术领域

本发明涉及一种弓网电接触特性试验装置，属于电气化铁路技术领域。

背景技术

弓网关系是目前制约我国高速电气化铁路发展的瓶颈之一，保证受电弓与接触网导线的良好接触状态是弓网关系中亟需解决的关键核心问题。电力机车通过接触网导线与受电弓滑板滑动接触，从接触网上获取电能。随着列车运行速度的提高，接触网导线的不平顺、沿接触网振动、受电弓弓头振动、轨道的不平顺等因素的影响也随之加剧，使得受电弓与接触网电接触状态严重恶化，具体表现为：一方面，受电弓滑板与接触网导线之间的相对运动速度加快，导致其磨耗增大，寿命显著缩短；另一方面弓网离线(受电弓与接触网导线之间由接触状态到分离状态)更加频繁，导致弓网电弧频频发生，严重烧蚀受电弓滑板和接触网导线。弓网电接触状态的恶化，引起电压、电流波形畸变，降低列车受流质量，严重威胁行车安全。因此，有必要研发对弓网电接触特性进行试验的装置。

由于受现场运营条件、设备安装空间等因素的限制，很难在现场进行弓网电接触的特性进行试验。目前多采用模拟试验方法来研究和间接测试弓网电接触特性，并通过接触网导线与受电弓滑板的相对运动来模拟机车行驶时的弓网接触状态。其试验装置多采用盘销结构，如Asea Brown Boveri Ltd(简称ABB)公司的弓网电弧试验装置，即将接触网导线安装在动力轮的圆周上，利用电机带动动力轮转动，受电弓滑板与动力轮圆周上的导线接触，模拟弓网电接触状态。该方法的缺陷是：

(1)由于接触网导线沿着圆盘的圆周安装，接触网导线与受电弓滑板接触段为圆弧形，而实际与受电弓滑板接触的接触段导线为平顺的直线，这与实际的弓网滑动接触形貌存在着较大差异。这种差异将导致试验结果不能真实反映弓网电接触特征。

(2)现有装置的接触网导线安装在圆盘的边缘上，在与受电弓滑板接触的过程中，由于圆盘是刚性的，导致接触网导线与受电弓滑板之间的接触为刚性接触，与现场实际弓网的柔性接触形态不符。

(3)接触网导线固定在圆盘，导线张力无法调节，而现场实际的接触网导线张力是动态变化的，对弓网电接触特性影响较大，现有试验装置无法反映接触网导线的张力对电接触特性的影响。

发明内容

针对现有弓网电接触特性试验装置的缺陷，本发明提供一种能保持接触网导线的与受电弓滑板接触段为平直形的弓网电接触特性试验装置。

本发明解决其上述技术问题所采用的技术方案是，包括有电源、负载、电机、电机控制系统、动力传动系统、主动轮、接触网导线、受电弓、受电弓升降控制器；其特征在于它还包括有从动轮和触网导线张力调节器，主动轮和从动轮通过其轴连接在支架上，支架又固定在绝缘支座上，主动轮通过触网导线与从动轮传动相连，主动轮与从动轮之间的接触网导线呈平直状态或近平直状态(参见图2)；电源输出电流经接触网导线流入受电弓滑板，通过负载返回电源(比如，电源可经主动轮中心轴、主动轮、接触网导线、受电弓滑板、负载流回电源)，受电弓在其升降控制器的控制下与接触网导线动态接触(参见图1)。当电机启动时，经由传动带和主动轮转轴组成的动力传动系统驱动主动轮转动，主动轮再通过接触网导线带动从动轮转动，进而使得位于主动轮与从动轮之间的接触网导线始终保持平直或近平直运动状态；受电弓升降控制器控制受电弓运动，使受电弓滑板与接触网导线的平直段动态柔性接触。由于与受电弓滑板接触的接触网导线处于平直或近平直状态，与现场实际运行时的弓网接触形貌一致；并且在接触过程中，接触网导线可以在纵横向上自由移动，使得弓网的电接触具有一定的柔性，与现场实际状态更接近。此时用本发明的装置测出的弓网电接触数据，更能真实反映机车运行时的弓网电接触特性。

上述接触网导线张力调节器设置在支架上，由安装在从动轮支架上的调节丝杆和调节手柄组成，从动轮与主动轮之间的轴心距离随调节丝杆的旋紧动作而改变。为研究接触网导线不同张力下的弓网电接触特性，可通过调节丝杠的松紧来改变从动轮与主动轮之间的轴心距离，实现接触网导线张力的调节，从而模拟出实际弓网运行时接触网导线的受力状态。

本发明的优点是：(1)本装置由于其接触网导线套装于主动轮和从动轮之间，与受电弓接触段的接触网导线处于平直状态或近平直状态，这与现场实际运行时的弓网接触形貌一致，能真实反映弓网电接触形貌；(2)本装置的弓网接触状态为柔性接触，更接近现场实际的弓网接触形态；(3)本装置可通过张力调节调节触网导线的张力，能够反映接触网导线的张力对弓网电接触特性的影响。

附图说明

图1为本发明系统结构示意图

图2为接触网导线运动装置示意图

图3为图2的右视图

图中，1.可编程控制器(PLC) 2.受电弓升降控制器 3.受电弓 4.变频器5.接触网导线运动装置 6.电源 7.负载 8.主动轮绝缘支座 9.电机 10.主动轮支架11.主动轮中心轴 12.主动轮 13.接触网导线 14.从动轮绝缘支座 15.调节手柄16.调节丝杆 17.从动轮中心轴 18.从动轮 19.从动轮支架 20.传送带

具体实施方式

本发明的弓网电接触特性试验装置见图1-3所示，包括有电源6(型号可为RAC300)、负载7(负载可以采用电阻、电感或者电阻与电感的串联或并联，可在额定电流300A的情况下正常工作即可)、电机9、由可编程控制器(PLC)1和变频器4组成的电机控制系统及由传动带20、主动轮中心轴11组成的动力传动系统、主动轮12、从动轮18、接触网导线13、受电弓3、受电弓升降控制器2和触网导线张力调节器A(调节器A由安装在从动轮支架上的调节丝杆16和调节手柄15组成)，RAC300电源6通过主动轮中心轴11、主动轮12、接触网导线13与受电弓3、负载7相连，形成电气回路；其中，主动轮12和从动轮18通过其轴连接在主/从动轮支架10、19上，支架又固定在主/从动轮绝缘支座8、14上，主动轮12通过接触网导线13与从动轮18相连，使得主动轮12与从动轮18之间的接触网导线13呈平直状态或近平直状态；受电弓3在其升降控制器2的控制下与接触网导线13动态接触。本发明的工作过程为：可编程控制器(PLC)1通过变频器4控制电机9，电机9通过传动带20驱动主动轮中心轴11转动，主动轮中心轴11带动主动轮12转动，主动轮12通过接触网导线13带动从动轮18转动，使得在主动轮12与从动轮18之间的接触网导线13保持平直运动状态或近平直状态；受电弓升降控制器2控制受电弓3滑板运动，与接触网导线13平直段动态接触，可用来研究接触网与受电弓升弓、降弓及弓网振动等特性下的电接触特性；RAC300电源6输出电流流经主动轮中心轴11、主动轮12、接触网导线13流入受电弓3滑板，通过负载7返回电源6，以实现机车运行时的电气状态；当需要调节接触网导线13张力时，可通过调节手柄15带动丝杠16转动，从而改变从动轮18与主动轮12的轴心距离，实现主动轮12与从动轮18之间接触网导线13的张力调节。