[發明專利]高鐵接觸網線索空間幾何狀態參數檢測方法

在審

• 申請號: 201510001019.2
• 申請日: 2015-01-04
• 公開（公告）號: CN104534989A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 金立軍;曹培;姜浩然
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00
• 代理公司: 上海東亞專利商標代理有限公司 31208
• 代理人: 陳樹德

1.一種高鐵接觸網線索空間幾何狀態參數檢測方法，其特征在于:?本檢測方式根據一年四季溫差特性，分析接觸網線索伸縮導致的間距變化，從溫偏、風偏、振偏和電化學腐蝕四個角度對高鐵接觸網線索空間幾何狀態參數進行檢測，對其耐久性進行研究，最終形成檢測結論，為接觸網設備維護提供技術支持，具體檢測方法為：

第一，檢測現場選點：在平路、橋梁、隧道等各類型路段均選取測量點，以使用激光測距等精密儀器的方式，來測量接觸網線索及重點設備機械幾何參數數值；

第二，接觸網線索基本信息獲?。翰捎眉す鉁y距的方法，獲取線索與定位管、承力索與腕臂間距參數；

第三，溫偏檢測：依據接觸線膨脹系數，得到溫度變化與接觸線伸縮量之間的關系，積累和分析一年四季溫差變化導致腕臂位移的變化情況，建立腕臂偏移與接觸線偏移的空間幾何關系，最終得到溫差與接觸線偏移量的關系，如下公式所示：

其中：為接觸線偏移量(mm)，為旋轉腕臂的回轉半徑(mm)，X為調整距離(m)，為線索伸縮系數，為溫度變化范圍()，為張力(KN)，彈性系數E?(kg/?)，為接觸線初時截面積()，為線索磨損率；

第四，風偏檢測：針對簡單懸掛類型下任一點在風速作用下的受力分析，得到線索弛度引起的純風偏；結合直線區段和曲線區段接觸線任一點與受電弓中心的位置關系，可以得到風速與接觸線任一點處線索總偏移量的關系；在簡單懸掛的理論基礎上，結合鏈型懸掛的當量系數和支柱撓度，依據現場實測參數，進行系數校正，建立風速與線索偏移量之間的關系,為預測線索間距變化趨勢，建立風速與線索最大偏移量之間的關系，其中：

直線段風速與線索最大偏移量之間的關系如下式所示：

其中，為風速不均勻系數，為體型系數，為接觸線直徑(m)，為風速(m/s)，為當量系數，為跨距（m）；為接觸線張力（kN）；為第根支柱的之字值（mm）；為第根支柱的之字值（mm）；為支柱擾度（mm）；

另有，曲線段風速與線索最大偏移量之間的關系如下公式所示：

其中，為風速不均勻系數，為體型系數，為接觸線直徑(m)，為風速(m/s)，為當量系數，為接觸線張力（kN）；為曲線段半徑（m）；為跨距（m）；為接觸線拉出值（mm）；為支柱擾度（mm）；

第五，振偏檢測：對受電弓和接觸網的動力學模型進行建模，依據弓網耦合模型，求解得到不同時速下的弓網接觸壓力；列車在側滾振動時，受電弓會產生橫向偏移，依據受電弓與接觸線之間的受力關系，得到不同時速對應的單位摩擦負載，借助于純風偏的求解思路，得到摩擦力作用下不同列車時速對應的接觸線水平偏移量；為預測線索間距變化趨勢，建立列車時速與接觸線最大水平偏移量之間的關系，如下公式所示：

?其中，為弓網摩擦系數，為弓網接觸壓力(N)，為環境系數，為吊弦間距(m)，為跨距（m），為接觸線張力（kN）；

第六，電化學腐蝕檢測：推導陰陽極電化學極化方程為依據，建立電化學極化控制條件下空氣中接觸網腐蝕速率的理論模型；基于不同環境下減小誤差的目的，添加環境因素系數加以修正；最終得到產物離子濃度、溫度及線索應力與腐蝕速度的關系，電化學腐蝕模型如下公式所示：

其中，為環境系數，為金屬價位，為材料密度(kg/m)，為材料摩爾質量(mol/L)，T為絕對溫度（K），為常系數，為產物離子濃度(mol/L)，σ為線索應力(MPa)。

2.如權利要求1所述的一種高鐵接觸網線索空間幾何狀態參數檢測方法，其特征在于:?上述檢測步驟的第三、第四、第五、第六無先后順序。