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大风区段接触网多跨距正馈线舞动特性研究
| 论文题名： | 大风区段接触网多跨距正馈线舞动特性研究 |
| 关键词： | 大风区段;接触网;多跨距正馈线;舞动特性 |
| 摘要： | 兰新高铁穿越甘肃至新疆境内的五大风区，全长1776km。风区内大风发生频繁，风力强，瞬时风速可达60m/s。列车受大风影响，倾覆脱轨的危险性极大，风区荒漠化严重，易积沙掩埋铁路。为保障列车安运营，沿线修建挡风墙防风工程，有效防止列车倾覆及铁路积沙等事故发生。挡风墙使来风受阻沿墙体上升，在墙后方发生“风涌”效应，造成墙后方正馈线发生大幅舞动。调研发现，正馈线的舞动导致线索、连接金具严重磨损，发生线间放电，断线、掉线及跳闸等事故，是电气化铁路安全运行的重要隐患。 首先，根据接触网正馈线在静止状态下的受力情况，对其进行静态受力分析，并结合悬链线计算公式，推导计算等高悬挂正馈线的相关参数。而在输电线路的力学计算中忽略导线的刚度，将其视为无刚性的柔性线索。同时，正馈线是一种典型的悬索结构，受重力及张力的影响会发生变形，在有限元软件中可通过将杆单元材料属性设置为不可压缩(nocompression)来模拟索单元。对于风洞试验模型的设计，考虑了整体模型与实际现场的几何相似性，并通过风洞试验验证了本文所采用流体仿真方法的合理性与正确性。 其次，针对单跨距和多跨距正馈线的舞动特性展开研究。结合实际，在多跨正馈线模型设计中考虑正馈线两端悬挂结构的转动自由度，且为验证接触网正馈线相邻跨导线舞动时产生的影响，对两跨正馈线中仅有一跨满足舞动条件的工况展开研究。结果表明：风速小于等于10m/s时，跨与跨之间相互影响会削弱彼此舞动程度，使舞动幅值小于单跨。风速大于等于15m/s时，跨与跨之间的相互影响会加剧彼此舞动程度，使舞动幅值、应力平均值均大于单跨。同时得出正馈线之间存在严重的舞动波传递，相邻跨导线会受舞动波的影响发生舞动。 最后，为了给实际现场中，山口、谷口、高路堤和桥梁等特殊风口范围内的跨距长度的选取提供理论参考，对不同跨距长度的正馈线舞动特性进行分析。通过对不同长度跨距的正馈线舞动特性分析，得出不同长度跨距正馈线的舞动特性变化规律总体上是相似的，但不同跨距长度对应下的舞动幅值、应力以及同一方向半波数对应的固有频率值均存在一定的差异。说明正馈线跨距长度的变化对其舞动特性有着重要的影响，因此针对不同长度跨距的正馈线防舞应有所区别。 |
| 作者： | 王鹏 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 张友鹏;周鲲翔 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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