曾雪秦

摘 要：從高鐵接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度及其傳播規(guī)律分析入手，并從波速、波長(zhǎng)、波幅這三個(gè)方面對(duì)基于接觸網(wǎng)零部件影響的接觸網(wǎng)波動(dòng)速度進(jìn)行了研究，希望能對(duì)提高我國(guó)高鐵運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性有所幫助。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)；波動(dòng)速度；波速；波長(zhǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U266 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）05-0006-02

近年來(lái)，隨著中國(guó)社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，高鐵的發(fā)展極其迅速。高鐵以其車(chē)速快、安全、可靠、舒適、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)逐漸被人們接受和認(rèn)可，與之相關(guān)的研究也隨之大幅度增多。接觸網(wǎng)是高鐵的重要組成部分之一，它的波動(dòng)速度直接影響高鐵列車(chē)的運(yùn)行穩(wěn)定性。為此，有必要對(duì)接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度進(jìn)行深入研究?；诖?，下面就對(duì)接觸網(wǎng)零部件影響的接觸網(wǎng)波動(dòng)速度展開(kāi)探討。

1 高鐵接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度和傳播規(guī)律

由于高鐵全部是以電力牽引作為驅(qū)動(dòng)的，因此受力質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)于電力機(jī)車(chē)的安全、高速運(yùn)行尤為重要，換言之，必須確保列車(chē)在高速運(yùn)行的條件下動(dòng)態(tài)受流穩(wěn)定、可靠。這里所指的動(dòng)態(tài)電流即受電弓與接觸網(wǎng)在互相接觸滑動(dòng)的過(guò)程中，利用弓網(wǎng)接觸點(diǎn)接受電流并傳遞給電力機(jī)車(chē)的過(guò)程。通常情況下，在動(dòng)態(tài)電流產(chǎn)生的過(guò)程中，受電弓與接觸網(wǎng)上的接觸線在發(fā)生相互作用時(shí)，很可能會(huì)引起接觸線垂向上的振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)出現(xiàn)之后，振動(dòng)波會(huì)一直沿著接觸線的方向進(jìn)行傳播，這樣便會(huì)形成波動(dòng)現(xiàn)象。而由此形成的波動(dòng)會(huì)繼續(xù)傳播，雖然波形一般都是沿著接觸網(wǎng)從近到遠(yuǎn)地進(jìn)行傳播，但必須明確的一點(diǎn)是，參與整個(gè)波動(dòng)過(guò)程的質(zhì)點(diǎn)卻并不會(huì)隨著波形遠(yuǎn)離接觸網(wǎng)，它會(huì)始終在一個(gè)近乎平衡的位置附近持續(xù)振動(dòng)。相關(guān)研究結(jié)果表明，參與波動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向通常都是與波的傳播方向垂直分布，我們常將這種波稱(chēng)之為橫波?？梢詫⒉▌?dòng)這種現(xiàn)象視作為接觸網(wǎng)整體表現(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于接觸網(wǎng)上的任意一個(gè)質(zhì)點(diǎn)而言，只能說(shuō)某個(gè)質(zhì)點(diǎn)是否振動(dòng)，但卻并不能說(shuō)其是否存在波動(dòng)，也就是說(shuō)，接觸網(wǎng)上的任何質(zhì)點(diǎn)都不會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。由于所要研究的是接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度，所以必須清楚波動(dòng)的主要特征參數(shù)對(duì)接觸網(wǎng)的影響，下面對(duì)此進(jìn)行具體研究。

2 基于接觸網(wǎng)零部件影響下的波動(dòng)速度

對(duì)于高鐵接觸網(wǎng)波動(dòng)速度的研究，大多都是通過(guò)對(duì)波動(dòng)速度的特征參數(shù)進(jìn)行分析來(lái)完成的。為此，以下也從特征參數(shù)分析入手，對(duì)基于接觸網(wǎng)各個(gè)主要零部件影響下的波動(dòng)速度進(jìn)行研究。

2.1 接觸網(wǎng)波動(dòng)速度特征參數(shù)——波速

在所有的特征參數(shù)當(dāng)中，波速是描述接觸網(wǎng)波動(dòng)特性最為有效的參數(shù)之一。所謂的波速具體是指波動(dòng)沿著接觸網(wǎng)接觸線方向傳播的具體速度，它的傳播方向既可以向前也可以向后。相關(guān)研究表明，當(dāng)電力機(jī)車(chē)的運(yùn)行速度與接觸網(wǎng)的波速逐步接近時(shí)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)車(chē)與弓網(wǎng)的關(guān)系明顯惡化，具體體現(xiàn)在弓網(wǎng)接觸壓力的波動(dòng)幅度會(huì)持續(xù)增大，而且受電弓的受流質(zhì)量會(huì)隨之下降，同時(shí)，車(chē)速與接觸網(wǎng)波速非常接近時(shí)，還有可能導(dǎo)致整個(gè)接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)破壞，這會(huì)引起十分嚴(yán)重的后果。通過(guò)大量的試驗(yàn)后，我國(guó)將高鐵列車(chē)運(yùn)行速度的最高限值設(shè)定為接觸網(wǎng)波速的0.7倍。接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度可以用下式表示：

在沒(méi)有特殊要求的前提下，常用該式計(jì)算接觸網(wǎng)的波速。由式（1）可知，與波速關(guān)系最為密切的兩個(gè)常量為張力和接觸線密度。當(dāng)張力增大時(shí)，波速會(huì)隨之增大；而隨著接觸線密度的增大，波速會(huì)隨之減小。如果接觸網(wǎng)為給定的條件時(shí)，張力與接觸線密度則為固定值，此時(shí)的接觸網(wǎng)波速也為恒定不變的常值。

2.2 接觸網(wǎng)波動(dòng)速度特征參數(shù)——波長(zhǎng)

在表征接觸網(wǎng)波動(dòng)中，波長(zhǎng)是一個(gè)非常重要的參數(shù)，對(duì)該參數(shù)進(jìn)行研究主要為了進(jìn)一步分析高鐵列車(chē)在雙弓或是多弓條件下運(yùn)行時(shí)，波動(dòng)對(duì)位于后面的受電弓的影響機(jī)理。通過(guò)對(duì)單根索模型與現(xiàn)實(shí)接觸網(wǎng)的波長(zhǎng)進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，模型上的波長(zhǎng)與現(xiàn)實(shí)中波長(zhǎng)存在一定的差異，雖然接觸網(wǎng)的波速可以用該模型進(jìn)行計(jì)算，但是波長(zhǎng)卻不能使用該模型進(jìn)行計(jì)算。由經(jīng)典波動(dòng)理論可知，波長(zhǎng)與頻率的乘積為波動(dòng)的相速度。為此，接觸網(wǎng)的波動(dòng)波長(zhǎng)可以用下式表示：

. 2.3 接觸網(wǎng)波動(dòng)速度特征參數(shù)——波幅

在特征參數(shù)中，波幅對(duì)接觸網(wǎng)波動(dòng)速度的影響較波速和波長(zhǎng)相對(duì)低一些，但它的影響也是存在的。通過(guò)仿真模擬分析可知，隨著高鐵列車(chē)時(shí)速?gòu)?00 km/h提高到300 km/h，跨中點(diǎn)垂向振動(dòng)的位移隨之增大，這充分說(shuō)明了波幅會(huì)隨著列車(chē)速度的提高而增大。同時(shí)，當(dāng)張力增加時(shí)，跨中點(diǎn)垂向振動(dòng)的位移有所減小，這說(shuō)明波幅會(huì)隨著張力的增加而減小。此外，波幅還會(huì)對(duì)弓網(wǎng)接觸壓力造成一定程度的影響。大量的研究結(jié)果表明，想要從根本上改善弓網(wǎng)的關(guān)系，就必須對(duì)波幅進(jìn)行控制，比較有效的方法是增設(shè)阻尼機(jī)構(gòu)。但需要注意的是，阻尼機(jī)構(gòu)的增設(shè)會(huì)對(duì)接觸線帶來(lái)硬點(diǎn)等影響，因此應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體情況適當(dāng)采用相應(yīng)方式。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著高速鐵路的不斷增多，接觸網(wǎng)勢(shì)必也會(huì)隨之增多，高鐵列車(chē)的時(shí)速也會(huì)越來(lái)越快，這必然會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)不斷加劇，從而容易引起弓網(wǎng)磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)弓網(wǎng)脫開(kāi)拉弧等現(xiàn)象，不利于列車(chē)行駛過(guò)程中的電流穩(wěn)定供給。為了提高列車(chē)的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性，必須采取相應(yīng)的措施減少接觸網(wǎng)主要零部件對(duì)其波動(dòng)速度的影響，這樣才能確保電流的持續(xù)穩(wěn)定供給，也才能使列車(chē)運(yùn)行更加安全可靠。

參考文獻(xiàn)

[1]潘國(guó)峰.高速弓網(wǎng)耦合動(dòng)力學(xué)特性及接觸網(wǎng)垂向不平順影響研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2012.

[2]韓坤，馮曉云，楊順風(fēng)，等.接觸網(wǎng)網(wǎng)壓波動(dòng)下動(dòng)車(chē)組恒速控制策略的仿真研究真[J].鐵通機(jī)車(chē)車(chē)輛，2008（12）.

[3]吳燕，吳俊勇.高速受電弓-接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)受流性能及雙弓距離的研究[J].鐵道學(xué)報(bào)，2010（8）.

〔編輯：劉曉芳〕

Consider the Impact of Parts Catenary Fluctuation Velocity Analysis

Zeng Xueqin

Abstract： Starting from fluctuations in speed and propagation of high-speed rail catenary， and from the velocity， wavelength， amplitude of these three aspects of the catenary catenary fluctuating velocity components based effects were studied， hoping to improve the operation of Chinas high-speed rail the safety， stability helpful.

Key words： catenary； fluctuations in speed； velocity； wavelength

摘 要：從高鐵接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度及其傳播規(guī)律分析入手，并從波速、波長(zhǎng)、波幅這三個(gè)方面對(duì)基于接觸網(wǎng)零部件影響的接觸網(wǎng)波動(dòng)速度進(jìn)行了研究，希望能對(duì)提高我國(guó)高鐵運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性有所幫助。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)；波動(dòng)速度；波速；波長(zhǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U266 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）05-0006-02

近年來(lái)，隨著中國(guó)社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，高鐵的發(fā)展極其迅速。高鐵以其車(chē)速快、安全、可靠、舒適、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)逐漸被人們接受和認(rèn)可，與之相關(guān)的研究也隨之大幅度增多。接觸網(wǎng)是高鐵的重要組成部分之一，它的波動(dòng)速度直接影響高鐵列車(chē)的運(yùn)行穩(wěn)定性。為此，有必要對(duì)接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度進(jìn)行深入研究。基于此，下面就對(duì)接觸網(wǎng)零部件影響的接觸網(wǎng)波動(dòng)速度展開(kāi)探討。

1 高鐵接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度和傳播規(guī)律

由于高鐵全部是以電力牽引作為驅(qū)動(dòng)的，因此受力質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)于電力機(jī)車(chē)的安全、高速運(yùn)行尤為重要，換言之，必須確保列車(chē)在高速運(yùn)行的條件下動(dòng)態(tài)受流穩(wěn)定、可靠。這里所指的動(dòng)態(tài)電流即受電弓與接觸網(wǎng)在互相接觸滑動(dòng)的過(guò)程中，利用弓網(wǎng)接觸點(diǎn)接受電流并傳遞給電力機(jī)車(chē)的過(guò)程。通常情況下，在動(dòng)態(tài)電流產(chǎn)生的過(guò)程中，受電弓與接觸網(wǎng)上的接觸線在發(fā)生相互作用時(shí)，很可能會(huì)引起接觸線垂向上的振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)出現(xiàn)之后，振動(dòng)波會(huì)一直沿著接觸線的方向進(jìn)行傳播，這樣便會(huì)形成波動(dòng)現(xiàn)象。而由此形成的波動(dòng)會(huì)繼續(xù)傳播，雖然波形一般都是沿著接觸網(wǎng)從近到遠(yuǎn)地進(jìn)行傳播，但必須明確的一點(diǎn)是，參與整個(gè)波動(dòng)過(guò)程的質(zhì)點(diǎn)卻并不會(huì)隨著波形遠(yuǎn)離接觸網(wǎng)，它會(huì)始終在一個(gè)近乎平衡的位置附近持續(xù)振動(dòng)。相關(guān)研究結(jié)果表明，參與波動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向通常都是與波的傳播方向垂直分布，我們常將這種波稱(chēng)之為橫波?？梢詫⒉▌?dòng)這種現(xiàn)象視作為接觸網(wǎng)整體表現(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于接觸網(wǎng)上的任意一個(gè)質(zhì)點(diǎn)而言，只能說(shuō)某個(gè)質(zhì)點(diǎn)是否振動(dòng)，但卻并不能說(shuō)其是否存在波動(dòng)，也就是說(shuō)，接觸網(wǎng)上的任何質(zhì)點(diǎn)都不會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。由于所要研究的是接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度，所以必須清楚波動(dòng)的主要特征參數(shù)對(duì)接觸網(wǎng)的影響，下面對(duì)此進(jìn)行具體研究。

2 基于接觸網(wǎng)零部件影響下的波動(dòng)速度

對(duì)于高鐵接觸網(wǎng)波動(dòng)速度的研究，大多都是通過(guò)對(duì)波動(dòng)速度的特征參數(shù)進(jìn)行分析來(lái)完成的。為此，以下也從特征參數(shù)分析入手，對(duì)基于接觸網(wǎng)各個(gè)主要零部件影響下的波動(dòng)速度進(jìn)行研究。

2.1 接觸網(wǎng)波動(dòng)速度特征參數(shù)——波速

在所有的特征參數(shù)當(dāng)中，波速是描述接觸網(wǎng)波動(dòng)特性最為有效的參數(shù)之一。所謂的波速具體是指波動(dòng)沿著接觸網(wǎng)接觸線方向傳播的具體速度，它的傳播方向既可以向前也可以向后。相關(guān)研究表明，當(dāng)電力機(jī)車(chē)的運(yùn)行速度與接觸網(wǎng)的波速逐步接近時(shí)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)車(chē)與弓網(wǎng)的關(guān)系明顯惡化，具體體現(xiàn)在弓網(wǎng)接觸壓力的波動(dòng)幅度會(huì)持續(xù)增大，而且受電弓的受流質(zhì)量會(huì)隨之下降，同時(shí)，車(chē)速與接觸網(wǎng)波速非常接近時(shí)，還有可能導(dǎo)致整個(gè)接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)破壞，這會(huì)引起十分嚴(yán)重的后果。通過(guò)大量的試驗(yàn)后，我國(guó)將高鐵列車(chē)運(yùn)行速度的最高限值設(shè)定為接觸網(wǎng)波速的0.7倍。接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度可以用下式表示：

在沒(méi)有特殊要求的前提下，常用該式計(jì)算接觸網(wǎng)的波速。由式（1）可知，與波速關(guān)系最為密切的兩個(gè)常量為張力和接觸線密度。當(dāng)張力增大時(shí)，波速會(huì)隨之增大；而隨著接觸線密度的增大，波速會(huì)隨之減小。如果接觸網(wǎng)為給定的條件時(shí)，張力與接觸線密度則為固定值，此時(shí)的接觸網(wǎng)波速也為恒定不變的常值。

2.2 接觸網(wǎng)波動(dòng)速度特征參數(shù)——波長(zhǎng)

在表征接觸網(wǎng)波動(dòng)中，波長(zhǎng)是一個(gè)非常重要的參數(shù)，對(duì)該參數(shù)進(jìn)行研究主要為了進(jìn)一步分析高鐵列車(chē)在雙弓或是多弓條件下運(yùn)行時(shí)，波動(dòng)對(duì)位于后面的受電弓的影響機(jī)理。通過(guò)對(duì)單根索模型與現(xiàn)實(shí)接觸網(wǎng)的波長(zhǎng)進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，模型上的波長(zhǎng)與現(xiàn)實(shí)中波長(zhǎng)存在一定的差異，雖然接觸網(wǎng)的波速可以用該模型進(jìn)行計(jì)算，但是波長(zhǎng)卻不能使用該模型進(jìn)行計(jì)算。由經(jīng)典波動(dòng)理論可知，波長(zhǎng)與頻率的乘積為波動(dòng)的相速度。為此，接觸網(wǎng)的波動(dòng)波長(zhǎng)可以用下式表示：

. 2.3 接觸網(wǎng)波動(dòng)速度特征參數(shù)——波幅

在特征參數(shù)中，波幅對(duì)接觸網(wǎng)波動(dòng)速度的影響較波速和波長(zhǎng)相對(duì)低一些，但它的影響也是存在的。通過(guò)仿真模擬分析可知，隨著高鐵列車(chē)時(shí)速?gòu)?00 km/h提高到300 km/h，跨中點(diǎn)垂向振動(dòng)的位移隨之增大，這充分說(shuō)明了波幅會(huì)隨著列車(chē)速度的提高而增大。同時(shí)，當(dāng)張力增加時(shí)，跨中點(diǎn)垂向振動(dòng)的位移有所減小，這說(shuō)明波幅會(huì)隨著張力的增加而減小。此外，波幅還會(huì)對(duì)弓網(wǎng)接觸壓力造成一定程度的影響。大量的研究結(jié)果表明，想要從根本上改善弓網(wǎng)的關(guān)系，就必須對(duì)波幅進(jìn)行控制，比較有效的方法是增設(shè)阻尼機(jī)構(gòu)。但需要注意的是，阻尼機(jī)構(gòu)的增設(shè)會(huì)對(duì)接觸線帶來(lái)硬點(diǎn)等影響，因此應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體情況適當(dāng)采用相應(yīng)方式。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著高速鐵路的不斷增多，接觸網(wǎng)勢(shì)必也會(huì)隨之增多，高鐵列車(chē)的時(shí)速也會(huì)越來(lái)越快，這必然會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)不斷加劇，從而容易引起弓網(wǎng)磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)弓網(wǎng)脫開(kāi)拉弧等現(xiàn)象，不利于列車(chē)行駛過(guò)程中的電流穩(wěn)定供給。為了提高列車(chē)的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性，必須采取相應(yīng)的措施減少接觸網(wǎng)主要零部件對(duì)其波動(dòng)速度的影響，這樣才能確保電流的持續(xù)穩(wěn)定供給，也才能使列車(chē)運(yùn)行更加安全可靠。

參考文獻(xiàn)

[1]潘國(guó)峰.高速弓網(wǎng)耦合動(dòng)力學(xué)特性及接觸網(wǎng)垂向不平順影響研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2012.

[2]韓坤，馮曉云，楊順風(fēng)，等.接觸網(wǎng)網(wǎng)壓波動(dòng)下動(dòng)車(chē)組恒速控制策略的仿真研究真[J].鐵通機(jī)車(chē)車(chē)輛，2008（12）.

[3]吳燕，吳俊勇.高速受電弓-接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)受流性能及雙弓距離的研究[J].鐵道學(xué)報(bào)，2010（8）.

〔編輯：劉曉芳〕

Consider the Impact of Parts Catenary Fluctuation Velocity Analysis

Zeng Xueqin

Abstract： Starting from fluctuations in speed and propagation of high-speed rail catenary， and from the velocity， wavelength， amplitude of these three aspects of the catenary catenary fluctuating velocity components based effects were studied， hoping to improve the operation of Chinas high-speed rail the safety， stability helpful.

Key words： catenary； fluctuations in speed； velocity； wavelength

摘 要：從高鐵接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度及其傳播規(guī)律分析入手，并從波速、波長(zhǎng)、波幅這三個(gè)方面對(duì)基于接觸網(wǎng)零部件影響的接觸網(wǎng)波動(dòng)速度進(jìn)行了研究，希望能對(duì)提高我國(guó)高鐵運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性有所幫助。

關(guān)鍵詞：接觸網(wǎng)；波動(dòng)速度；波速；波長(zhǎng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U266 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）05-0006-02

近年來(lái)，隨著中國(guó)社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，高鐵的發(fā)展極其迅速。高鐵以其車(chē)速快、安全、可靠、舒適、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)逐漸被人們接受和認(rèn)可，與之相關(guān)的研究也隨之大幅度增多。接觸網(wǎng)是高鐵的重要組成部分之一，它的波動(dòng)速度直接影響高鐵列車(chē)的運(yùn)行穩(wěn)定性。為此，有必要對(duì)接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度進(jìn)行深入研究?；诖耍旅婢蛯?duì)接觸網(wǎng)零部件影響的接觸網(wǎng)波動(dòng)速度展開(kāi)探討。

1 高鐵接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度和傳播規(guī)律

由于高鐵全部是以電力牽引作為驅(qū)動(dòng)的，因此受力質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)于電力機(jī)車(chē)的安全、高速運(yùn)行尤為重要，換言之，必須確保列車(chē)在高速運(yùn)行的條件下動(dòng)態(tài)受流穩(wěn)定、可靠。這里所指的動(dòng)態(tài)電流即受電弓與接觸網(wǎng)在互相接觸滑動(dòng)的過(guò)程中，利用弓網(wǎng)接觸點(diǎn)接受電流并傳遞給電力機(jī)車(chē)的過(guò)程。通常情況下，在動(dòng)態(tài)電流產(chǎn)生的過(guò)程中，受電弓與接觸網(wǎng)上的接觸線在發(fā)生相互作用時(shí)，很可能會(huì)引起接觸線垂向上的振動(dòng)，當(dāng)振動(dòng)出現(xiàn)之后，振動(dòng)波會(huì)一直沿著接觸線的方向進(jìn)行傳播，這樣便會(huì)形成波動(dòng)現(xiàn)象。而由此形成的波動(dòng)會(huì)繼續(xù)傳播，雖然波形一般都是沿著接觸網(wǎng)從近到遠(yuǎn)地進(jìn)行傳播，但必須明確的一點(diǎn)是，參與整個(gè)波動(dòng)過(guò)程的質(zhì)點(diǎn)卻并不會(huì)隨著波形遠(yuǎn)離接觸網(wǎng)，它會(huì)始終在一個(gè)近乎平衡的位置附近持續(xù)振動(dòng)。相關(guān)研究結(jié)果表明，參與波動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向通常都是與波的傳播方向垂直分布，我們常將這種波稱(chēng)之為橫波?？梢詫⒉▌?dòng)這種現(xiàn)象視作為接觸網(wǎng)整體表現(xiàn)的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于接觸網(wǎng)上的任意一個(gè)質(zhì)點(diǎn)而言，只能說(shuō)某個(gè)質(zhì)點(diǎn)是否振動(dòng)，但卻并不能說(shuō)其是否存在波動(dòng)，也就是說(shuō)，接觸網(wǎng)上的任何質(zhì)點(diǎn)都不會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)。由于所要研究的是接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度，所以必須清楚波動(dòng)的主要特征參數(shù)對(duì)接觸網(wǎng)的影響，下面對(duì)此進(jìn)行具體研究。

2 基于接觸網(wǎng)零部件影響下的波動(dòng)速度

對(duì)于高鐵接觸網(wǎng)波動(dòng)速度的研究，大多都是通過(guò)對(duì)波動(dòng)速度的特征參數(shù)進(jìn)行分析來(lái)完成的。為此，以下也從特征參數(shù)分析入手，對(duì)基于接觸網(wǎng)各個(gè)主要零部件影響下的波動(dòng)速度進(jìn)行研究。

2.1 接觸網(wǎng)波動(dòng)速度特征參數(shù)——波速

在所有的特征參數(shù)當(dāng)中，波速是描述接觸網(wǎng)波動(dòng)特性最為有效的參數(shù)之一。所謂的波速具體是指波動(dòng)沿著接觸網(wǎng)接觸線方向傳播的具體速度，它的傳播方向既可以向前也可以向后。相關(guān)研究表明，當(dāng)電力機(jī)車(chē)的運(yùn)行速度與接觸網(wǎng)的波速逐步接近時(shí)，會(huì)導(dǎo)致機(jī)車(chē)與弓網(wǎng)的關(guān)系明顯惡化，具體體現(xiàn)在弓網(wǎng)接觸壓力的波動(dòng)幅度會(huì)持續(xù)增大，而且受電弓的受流質(zhì)量會(huì)隨之下降，同時(shí)，車(chē)速與接觸網(wǎng)波速非常接近時(shí)，還有可能導(dǎo)致整個(gè)接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)破壞，這會(huì)引起十分嚴(yán)重的后果。通過(guò)大量的試驗(yàn)后，我國(guó)將高鐵列車(chē)運(yùn)行速度的最高限值設(shè)定為接觸網(wǎng)波速的0.7倍。接觸網(wǎng)的波動(dòng)速度可以用下式表示：

在沒(méi)有特殊要求的前提下，常用該式計(jì)算接觸網(wǎng)的波速。由式（1）可知，與波速關(guān)系最為密切的兩個(gè)常量為張力和接觸線密度。當(dāng)張力增大時(shí)，波速會(huì)隨之增大；而隨著接觸線密度的增大，波速會(huì)隨之減小。如果接觸網(wǎng)為給定的條件時(shí)，張力與接觸線密度則為固定值，此時(shí)的接觸網(wǎng)波速也為恒定不變的常值。

2.2 接觸網(wǎng)波動(dòng)速度特征參數(shù)——波長(zhǎng)

在表征接觸網(wǎng)波動(dòng)中，波長(zhǎng)是一個(gè)非常重要的參數(shù)，對(duì)該參數(shù)進(jìn)行研究主要為了進(jìn)一步分析高鐵列車(chē)在雙弓或是多弓條件下運(yùn)行時(shí)，波動(dòng)對(duì)位于后面的受電弓的影響機(jī)理。通過(guò)對(duì)單根索模型與現(xiàn)實(shí)接觸網(wǎng)的波長(zhǎng)進(jìn)行對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，模型上的波長(zhǎng)與現(xiàn)實(shí)中波長(zhǎng)存在一定的差異，雖然接觸網(wǎng)的波速可以用該模型進(jìn)行計(jì)算，但是波長(zhǎng)卻不能使用該模型進(jìn)行計(jì)算。由經(jīng)典波動(dòng)理論可知，波長(zhǎng)與頻率的乘積為波動(dòng)的相速度。為此，接觸網(wǎng)的波動(dòng)波長(zhǎng)可以用下式表示：

. 2.3 接觸網(wǎng)波動(dòng)速度特征參數(shù)——波幅

在特征參數(shù)中，波幅對(duì)接觸網(wǎng)波動(dòng)速度的影響較波速和波長(zhǎng)相對(duì)低一些，但它的影響也是存在的。通過(guò)仿真模擬分析可知，隨著高鐵列車(chē)時(shí)速?gòu)?00 km/h提高到300 km/h，跨中點(diǎn)垂向振動(dòng)的位移隨之增大，這充分說(shuō)明了波幅會(huì)隨著列車(chē)速度的提高而增大。同時(shí)，當(dāng)張力增加時(shí)，跨中點(diǎn)垂向振動(dòng)的位移有所減小，這說(shuō)明波幅會(huì)隨著張力的增加而減小。此外，波幅還會(huì)對(duì)弓網(wǎng)接觸壓力造成一定程度的影響。大量的研究結(jié)果表明，想要從根本上改善弓網(wǎng)的關(guān)系，就必須對(duì)波幅進(jìn)行控制，比較有效的方法是增設(shè)阻尼機(jī)構(gòu)。但需要注意的是，阻尼機(jī)構(gòu)的增設(shè)會(huì)對(duì)接觸線帶來(lái)硬點(diǎn)等影響，因此應(yīng)當(dāng)結(jié)合具體情況適當(dāng)采用相應(yīng)方式。

3 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著高速鐵路的不斷增多，接觸網(wǎng)勢(shì)必也會(huì)隨之增多，高鐵列車(chē)的時(shí)速也會(huì)越來(lái)越快，這必然會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)不斷加劇，從而容易引起弓網(wǎng)磨損，甚至?xí)霈F(xiàn)弓網(wǎng)脫開(kāi)拉弧等現(xiàn)象，不利于列車(chē)行駛過(guò)程中的電流穩(wěn)定供給。為了提高列車(chē)的運(yùn)行安全性和穩(wěn)定性，必須采取相應(yīng)的措施減少接觸網(wǎng)主要零部件對(duì)其波動(dòng)速度的影響，這樣才能確保電流的持續(xù)穩(wěn)定供給，也才能使列車(chē)運(yùn)行更加安全可靠。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕

Consider the Impact of Parts Catenary Fluctuation Velocity Analysis

Zeng Xueqin

Abstract： Starting from fluctuations in speed and propagation of high-speed rail catenary， and from the velocity， wavelength， amplitude of these three aspects of the catenary catenary fluctuating velocity components based effects were studied， hoping to improve the operation of Chinas high-speed rail the safety， stability helpful.

Key words： catenary； fluctuations in speed； velocity； wavelength