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摘要:为了能更透彻的阐明接触网内各零件对接触网整体失效形成的影响,本可以依照近些年开通的高速铁路与客运专线,较为详细的探究分析接触网零件的概率重要度时可以采用的方法,且列出了和现实营运经验相匹配的重要度排序研究数据,希望能在理论层面上对研究高铁接触网的可靠性规律及完善安全管理方案提供帮助。
关键词:高铁;接触网;重要度分析;安全测评
引言
在测评供电接触网运行安全性时,需要通过分析接触网本体的可靠性水平,进而更确定出更合理的安全测评指标。对于现存的接触网体系或装置,既往基本上是利用统计法获得接触网内各零部件的故障发生率,结合故障率统计结果,参照概率重要度或统计损失规律分析等,逆向推导出系统的可靠性。但经验式统计法获得的数据不能较好的满足现代高铁项目营运阶段对可靠性、耐久性提出的要求,应尝试研发全新的科技方法,力争事前获得新建接触网的可靠性情况,对工程后期建设、完善提供更可靠的指导。
1、接触网零部件的重要度
课题研究中把国内高铁接触网正定位经典零件的安装情况味实例进行分析,以此为据对接触网零部件的部可靠度作出科学定义,排序其概率重要度。
1.1腕臂系统的部可靠度
可以采用如下公式计算[1]:
1.2腕臂零部件的概率重要度的排序
结合以上列出的统计法的公式计算情况,能够较顺利的对不同零件的概率重要度大小进行排序。在大部分工况下,面对新研发出的系统,传统统计法通常不能获得充足的可靠性数据,此时建议应用基于测试检测的数据获得接触网内零件重要度的排序情况,精确性与直观性均得到较大的保障。
2、以测试数据维基础分析零部件重要度的排序情况
2.1现场测得数据
选择处于试运状态的350㎏/h高铁线路为研究对象,基于稳定性检测过程获得接触网动态测试信息开展相应的分析工作,主要单、双弓的最大抬升量、振动典型值、频率、振幅,其中单弓以上各项指标对应的检出范围是25.447~36.282mm、1~3阶、0.9383~2.834Hz、0.7931~0.1682mm;双弓测试37.22~92.71mm、1~3阶、1.467~3.857Hz、1.364~0.2514mm[2]。
2.2等效载荷及其应力检测
基于现场实测获得某一个工况下接触网内部分零件的等效应力时程图,或者参照高铁列车行进阶段形成的网接触荷载、风载得到;也可以基于有限元仿真分析过程测得应力峰值、平均值与标准差偏大的零件荷载分布情况。
2.3分析影响列车运行可靠性的零部件重要度
表1列出參照单、双弓两种不同工况中接触网五种零部件的动态响应测得值[3]。在高铁列车正常运作阶段,以上选定的零部件均承受着较大的我应力,对列车系统运行可靠性会形成较大影响。
结合现场测试检出值的有限元分析结果,能够获得列车接触网内五种零部件的重要度排序情况。单弓工况下:定位管>斜腕臂>水平腕臂>绝缘子>定位环;双弓工况下则为:定位管>水平腕臂>斜腕臂>绝缘子>定位环。
为了能更方便的进行对比较分析,参照2007~2011年系统运行阶段故障问题的发生情况,测算出定位管、斜腕臂、水平腕臂、绝缘子、定位环各自的重要度,分别是1.3456、1.0917、1.0917、1.2117、0.9517。
3、提升接触网零部件运行可靠性的方法
众所周知,高铁列车接触网自身有复杂的机电特性,且处于复杂的条件下运转,其牵扯到的学科较多,包括力学、电、化学及材料等。零部件是接触网的重要构成,多种因素影响其运行稳定性,影响其运行性能的因素较多,应加强控制[4]。
(1)设计方面:对接触网进行动态设计,分析弓网的关联性,科学预测零部件的运转工况,研究不同零件组合的结构形式及固定方法,完善其安装方位、范畴等的研究深度,使其结构稳定性得到更大保障,进而更好的满足高铁的实际运行要求。
(2)制造方面:科学选材与生产工艺,认真落实质量检测检验流程,完善测试方法。
(3)施工方面:为满足接触网连接的高精度要求,施工前一定要精准测算与定位有关施工参数,预装配装配结构,力争实现工厂化、标准化。加大高端计算软件的引进利用,优化模拟接触网设计、测算过程,整体提升精准性;科学调整弓网关系。精准定位支持设备的装配和吊弦布设情况,降低接触网弹性不均匀度、波动性。
(4)防腐方面:推荐应用质优于自身防腐性能较强的材料,比如优质铜合金、铝合金;在制造、运输及组装零件时,要加强保护措施的应用,比如发生磕碰情况;规范使用涂防腐涂层技术方法,比如利用热浸镀锌工法处理碳素铸与碳素钢;加大对周边有腐蚀性工厂、环境的整治力度。
(5)维修管理方面:首先,认真落实高铁检修规程,参照现实生产情况,选用标准、技术含量高的设备检测、检查仪表状态;做好接触网及内置零部件的常规检查、保养工作。尽早搭建信息共享平台,推行分开修与集中修组织模式,从基础环节使接触网运行质量与安全性得到保障。其次,加大激光测量仪、红外线成像等仪器的利用力度,构建“一杆一档”资料库等,全面提升接触网零件的维护效果。最后,加大专业技术培训力度,培养出更多专业技术人才。
结束语:
新时期下,我们期许中国的高铁接触网技术达到国际化、世界化的水平,在设计、生产制造及安装施工等方面位居世界各国前列。通过对接触网零件重要度进行排序分析,能较快识别出列车运行时故障率较高的部件,掌握零件的工作状态及可靠性发展规律,在此基础上提升设计水平,加大日常维护管理力度等,全面提升接触网零部件运行可靠性,为我国高铁行业发展做出更多贡献。
参考文献
[1] 樊伟平. 高速铁路接触网零部件服役性能提升技术研究[J]. 电气化铁道, 2019, 30(01):43-47.
[2] 吴积贵. 浅谈影响高速铁路接触网零部件运行稳定性的因素[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2019, 570(03):14-15.
[3]黄立杰, 马文强, 符晓恒. 高速铁路接触网低频振动和零部件防松策略探讨[J]. 电气化铁道, 2019, 030(002):78-80.
中铁建电气化局集团轨道交通器材有限公司 江苏省 常州市 213179
关键词:高铁;接触网;重要度分析;安全测评
引言
在测评供电接触网运行安全性时,需要通过分析接触网本体的可靠性水平,进而更确定出更合理的安全测评指标。对于现存的接触网体系或装置,既往基本上是利用统计法获得接触网内各零部件的故障发生率,结合故障率统计结果,参照概率重要度或统计损失规律分析等,逆向推导出系统的可靠性。但经验式统计法获得的数据不能较好的满足现代高铁项目营运阶段对可靠性、耐久性提出的要求,应尝试研发全新的科技方法,力争事前获得新建接触网的可靠性情况,对工程后期建设、完善提供更可靠的指导。
1、接触网零部件的重要度
课题研究中把国内高铁接触网正定位经典零件的安装情况味实例进行分析,以此为据对接触网零部件的部可靠度作出科学定义,排序其概率重要度。
1.1腕臂系统的部可靠度
可以采用如下公式计算[1]:
1.2腕臂零部件的概率重要度的排序
结合以上列出的统计法的公式计算情况,能够较顺利的对不同零件的概率重要度大小进行排序。在大部分工况下,面对新研发出的系统,传统统计法通常不能获得充足的可靠性数据,此时建议应用基于测试检测的数据获得接触网内零件重要度的排序情况,精确性与直观性均得到较大的保障。
2、以测试数据维基础分析零部件重要度的排序情况
2.1现场测得数据
选择处于试运状态的350㎏/h高铁线路为研究对象,基于稳定性检测过程获得接触网动态测试信息开展相应的分析工作,主要单、双弓的最大抬升量、振动典型值、频率、振幅,其中单弓以上各项指标对应的检出范围是25.447~36.282mm、1~3阶、0.9383~2.834Hz、0.7931~0.1682mm;双弓测试37.22~92.71mm、1~3阶、1.467~3.857Hz、1.364~0.2514mm[2]。
2.2等效载荷及其应力检测
基于现场实测获得某一个工况下接触网内部分零件的等效应力时程图,或者参照高铁列车行进阶段形成的网接触荷载、风载得到;也可以基于有限元仿真分析过程测得应力峰值、平均值与标准差偏大的零件荷载分布情况。
2.3分析影响列车运行可靠性的零部件重要度
表1列出參照单、双弓两种不同工况中接触网五种零部件的动态响应测得值[3]。在高铁列车正常运作阶段,以上选定的零部件均承受着较大的我应力,对列车系统运行可靠性会形成较大影响。
结合现场测试检出值的有限元分析结果,能够获得列车接触网内五种零部件的重要度排序情况。单弓工况下:定位管>斜腕臂>水平腕臂>绝缘子>定位环;双弓工况下则为:定位管>水平腕臂>斜腕臂>绝缘子>定位环。
为了能更方便的进行对比较分析,参照2007~2011年系统运行阶段故障问题的发生情况,测算出定位管、斜腕臂、水平腕臂、绝缘子、定位环各自的重要度,分别是1.3456、1.0917、1.0917、1.2117、0.9517。
3、提升接触网零部件运行可靠性的方法
众所周知,高铁列车接触网自身有复杂的机电特性,且处于复杂的条件下运转,其牵扯到的学科较多,包括力学、电、化学及材料等。零部件是接触网的重要构成,多种因素影响其运行稳定性,影响其运行性能的因素较多,应加强控制[4]。
(1)设计方面:对接触网进行动态设计,分析弓网的关联性,科学预测零部件的运转工况,研究不同零件组合的结构形式及固定方法,完善其安装方位、范畴等的研究深度,使其结构稳定性得到更大保障,进而更好的满足高铁的实际运行要求。
(2)制造方面:科学选材与生产工艺,认真落实质量检测检验流程,完善测试方法。
(3)施工方面:为满足接触网连接的高精度要求,施工前一定要精准测算与定位有关施工参数,预装配装配结构,力争实现工厂化、标准化。加大高端计算软件的引进利用,优化模拟接触网设计、测算过程,整体提升精准性;科学调整弓网关系。精准定位支持设备的装配和吊弦布设情况,降低接触网弹性不均匀度、波动性。
(4)防腐方面:推荐应用质优于自身防腐性能较强的材料,比如优质铜合金、铝合金;在制造、运输及组装零件时,要加强保护措施的应用,比如发生磕碰情况;规范使用涂防腐涂层技术方法,比如利用热浸镀锌工法处理碳素铸与碳素钢;加大对周边有腐蚀性工厂、环境的整治力度。
(5)维修管理方面:首先,认真落实高铁检修规程,参照现实生产情况,选用标准、技术含量高的设备检测、检查仪表状态;做好接触网及内置零部件的常规检查、保养工作。尽早搭建信息共享平台,推行分开修与集中修组织模式,从基础环节使接触网运行质量与安全性得到保障。其次,加大激光测量仪、红外线成像等仪器的利用力度,构建“一杆一档”资料库等,全面提升接触网零件的维护效果。最后,加大专业技术培训力度,培养出更多专业技术人才。
结束语:
新时期下,我们期许中国的高铁接触网技术达到国际化、世界化的水平,在设计、生产制造及安装施工等方面位居世界各国前列。通过对接触网零件重要度进行排序分析,能较快识别出列车运行时故障率较高的部件,掌握零件的工作状态及可靠性发展规律,在此基础上提升设计水平,加大日常维护管理力度等,全面提升接触网零部件运行可靠性,为我国高铁行业发展做出更多贡献。
参考文献
[1] 樊伟平. 高速铁路接触网零部件服役性能提升技术研究[J]. 电气化铁道, 2019, 30(01):43-47.
[2] 吴积贵. 浅谈影响高速铁路接触网零部件运行稳定性的因素[J]. 中小企业管理与科技(下旬刊), 2019, 570(03):14-15.
[3]黄立杰, 马文强, 符晓恒. 高速铁路接触网低频振动和零部件防松策略探讨[J]. 电气化铁道, 2019, 030(002):78-80.
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