[實用新型]一種弓網電接觸模擬實驗裝置

有效

• 申請號: 201621490197.2
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN206505131U
• 公開（公告）日: 2017-09-19
• 發明（設計）人: 徐劍峰;韓峰;吳積欽;方巖;鐘源;張家瑋;關金發
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙)51239
• 代理人: 王育信

技術領域

本實用新型涉及電力機車和動車模擬實驗裝置技術領域，具體涉及一種弓網電接觸模擬實驗裝置。

背景技術

電氣化鐵路和城市軌道交通系統中，電力列車使用受電弓從架空接觸網取得電能。受電弓可分單臂弓和雙臂弓兩種，均由受電弓滑板、上框架、下臂桿(雙臂弓用下框架)、底架、升弓彈簧、傳動氣缸、支持絕緣子等部件組成。

受電弓安裝在車廂頂部，列車運行過程中受電弓滑板與提供電能的接觸導線保持滑動接觸。受電弓和接觸網這兩個子系統通過弓網接觸力耦合在一起，形成一個相互作用的動態系統。

電力列車所需的電能通過受電弓滑板和接觸導線的接觸點傳輸，由于接觸面積小，滑板和接觸導線之間的接觸電阻較大，在列車靜止或低速移動時，如果通過接觸點的電流大，所產生的熱效應對滑板和接觸導線都會帶來損害。

電力列車高速運行時，由于接觸網的波動、車體的振動和氣動激擾，受電弓滑板與接觸導線有可能發生瞬間脫離，從而造成弓網離線。離線產生的電弧火花會燒蝕受電弓滑板和接觸導線，縮短其使用壽命。離線瞬間產生的高頻震蕩過電壓嚴重影響列車牽引傳動系統的性能。此外，離線瞬間電弧放電產生的高頻電磁波造成噪聲污染和無線電干擾。

弓網系統的電接觸具有靜態、滑動與可分合電接觸3種形態，為研究其內在機理和影響，實驗室內的弓網電接觸實驗裝置成為必要。

文獻號為CN102063118A的中國專利文獻公開了一種模擬電力機車受電弓瞬時離線的實驗裝置，通過兩個接觸器的斷開與閉合來切斷和打開變壓器的輸出，從而模擬受電弓的瞬時離線。該文獻公開的實驗裝置其出發點是為了測試電力機車牽引系統，作用僅僅是切斷和打開提供給電力機車的電流，完全不涉及受電弓和接觸網系統。

文獻號為CN102565593A的中國專利文獻公開了一種模擬電力機車和動車受電弓離線的實驗裝置，該裝置可實現受電弓在一個電壓周期內任意時刻離線。上述文獻公開的實驗裝置包含了受電弓和接觸線，但其關注點是實現受電弓在一個電壓周期內任意時刻離線，而不是受電弓和接觸線的電接觸特性。上述文獻公開的實驗裝置只能模擬受電弓滑板和接觸線的靜態接觸和可分合電接觸，無法模擬受電弓滑板和接觸線的滑動電接觸。并且，該文獻公開的實驗裝置僅能提供高電壓供電(25Kv或以上)，對弓網電接觸研究而言，為了模擬大電流通過弓網接觸點的情況，需要實驗裝置能提供大電流(1000A以上)。因此，為全面研究弓網電接觸特性，有必要提出一種新的弓網電接觸實驗裝置。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決上述技術問題，提供一種弓網電接觸模擬實驗裝置，該實驗裝置是一種由受電弓和接觸網構建而成，可提供大電流進行實驗，并能夠支持靜態、滑動與可分合三種電接觸形態的模擬實驗裝置。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種弓網電接觸模擬實驗裝置，包括接觸網和受電弓，還包括用于安裝接觸網的兩根支架，可移動的小車，設置在小車上的負載箱，以及給整個模擬實驗裝置供電的大電流發生裝置；所述大電流發生裝置、接觸網、受電弓和負載箱串聯連接，構成電氣回路；所述大電流發生裝置包括大容量交流變壓器或交流轉直流變壓器，設置在變壓器上的電流開關和用于調節電流大小的調節按鈕，所述電流開關和調節按鈕均與電流控制器相連；所述接觸網包括接觸線，以及用于維持接觸線水平的懸掛結構；所述受電弓包括滑板，以及設置在小車頂部與滑板之間的支撐結構，所述支撐結構下端與小車頂部固定連接、上端與滑板轉動連接，支撐結構內部設有用于帶動支撐結構做縱向伸縮運動的伸縮電機，所述伸縮電機連接有受電弓控制器；所述小車內部設有用于帶動小車水平移動的步進電機，且該步進電機連接有小車控制器；所述電流控制器、受電弓控制器和小車控制器均分別通過網絡或現場總線通信接口與主控計算機連接。

優選的，所述大電流發生裝置的輸入電流為380V交流電，輸出電流為0～380V交流電或者0～1500V直流電，輸出電流最大值為5000A。

優選的，所述接觸網為柔性接觸網；所述懸掛結構包括承力索和吊弦，所述承力索兩端固定在支架上，所述吊弦設置在接觸線和承力索之間，用于保持接觸線處于水平狀態。

優選的，所述承力索兩端均分別通過移動機構懸空安裝在兩根支架上，該移動機構內設有可帶動與其相接的承力索端部在支架上水平或縱向移動的驅動電機，所述驅動電機還連接有接觸網控制器，該接觸網控制器與主控計算機通過網絡或現場總線通信接口連接。