The pantograph-caternary system plays the key role of enery transmission of the high speed trains. With the substantial increase of train speed, the phenomena of pantograph-caternary arcing have become a great obstacle for the futher development of high speed railway.However, the theory of pantograph-caternary arcing majorly comes from the achievement of tradiational switchgear arc, while the accurate understanding for pantograph-caternary arcing itself is far from satisfactory, which greatly suppresses the arc control as well as the optimization design for the patograh-caternary system.Aiming at this problem, this project intends to in-depth study the arc formation, development, and extinguishment processes, and acquire the characteristic parameters of the arc plasmas. The influences of different current and speed, etc on the arc behaviors will be studied, and meanwhile a magneto-hydrodynamic model as well as a molten pool model are to be developed.Through this project, the basic evolution as well as the characterization methods for the pantograph-caternary arcing will be illustrated. The electrical damage mechanisms for the pantograph-caternary systems will also be clarified, by analyzing the heat conduction and the radiaiton charateristics of the arc plasmas. The above research will provide a solid theoretical foundation and scientific basis for the arc control as well the system's optimization design.
弓网系统是高速动车组获得能量的关键通道。随着车速的不断提高,弓网电弧已成为影响弓网系统服役性能、制约高速铁路发展的瓶颈之一。然而,目前人们对弓网电弧的认识仍主要借鉴传统开关电器电弧领域的研究成果,而缺乏对开域环境、高速滑动与强气流场作用下的弓网电弧自身特殊性的准确理解,这极大限制了对弓网电弧的调控以及弓网系统的优化设计。针对该问题,本项目拟系统研究弓网电弧的形成、发展和熄灭的完整时空演化过程,分析弓网电弧等离子体关键特征参数,阐明不同电流和运行速度等条件对电弧行为特性的影响规律,并建立描述电弧发展的磁流体动力学模型与电极材料转移的电极熔池模型。通过研究,可深入揭示高速铁路弓网电弧的演化规律及其关键影响因素,掌握弓网电弧的表征方法,并获得电弧等离子体的热传导和辐射特性及其对电极的损伤机制,为提高弓网系统服役性能提供理论基础和科学依据。
弓网系统是高速动车组获得能量的关键通道。随着车速的不断提高,弓网电弧已成为影响弓网系统服役性能、制约高速铁路发展的瓶颈之一。然而,目前人们对弓网电弧的认识仍主要借鉴传统开关电器电弧领域的研究成果,而缺乏对开域环境、高速滑动与强气流场作用下的弓网电弧自身特殊性的准确理解,这极大限制了对弓网电弧的调控以及弓网系统的优化设计。.针对上述问题,项目系统研究了弓网电弧的形成、发展和熄灭的完整时空演化过程,分析了弓网电弧等离子体关键特征参数,阐明了不同电流和运行速度等条件对电弧行为特性的影响规律,并建立了描述电弧发展的磁流体动力学模型与电极材料转移的电极熔池模型。通过项目研究,揭示了高速铁路弓网电弧的演化规律及其关键影响因素,掌握了弓网电弧的表征方法,并获得了电弧等离子体的热传导和辐射特性及其对电极的损伤机制,为提高弓网系统服役性能提供理论基础和科学依据。.项目成果作为重要支撑内容,获教育部科技进步奖一等;基于项目成果,发起成立了IEEE P2753标准工作组;发表研究论文32篇,国家专利2项;在Springer出版英文专著一部,为国内外轨道交通电气化弓网滑动电接触领域的首部专著;项目部分成果已经联合相关单位联合应用并进行产业化推广。.
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数据更新时间:2023-05-31
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