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接触网系统可靠性初探及接触线可靠度研究

李会杰  
【摘要】: 接触网作为铁路电气化的主要组成部分,由于线长点多,在受电弓和风、霜、雪、冰的作用下,一直处于动态变化之中。又因其无备用性,故障停电将中断行车,牵扯面广,目前已经成为发挥电力牵引优越性的制约因素之一。因此若减少供电故障时间及故障次数,将电气化铁路提高到一个新水平,跨上一个新台阶,必须提高接触网可靠性。 本文介绍了我国电气化铁路及国内外可靠性研究的现状。分析了接触网进行可靠性研究的意义,提出接触网系统固有可靠性是在设计阶段确定的,对其开展可靠性研究应首先从设计阶段进行,因此,运用可靠性理论指导和验证接触网设计是可靠性研究的首选工作。然后将接触网的传统设计方法与可靠性设计方法进行了对比。 针对接触网特性,本文将接触网可靠性定义为接触网各元件(或系统)在规定时间内能正常工作的能力。提出采用可靠度与不可靠度、失效率、平均寿命、维修度与平均修复时间等组成作为接触网可靠性的评价标准。本文探讨了零部件强度可采取的应力—强度分布干涉模型,指出由于干涉的存在,任一设计都存在着故障或失效的概率。设计者所能够做到的仅仅是将故障或失效概率限制在某一可以接受的范围内。 本文探讨了拟在接触网可靠性分析研究中采用的神经网络,经过对BP神经网络、径向基神经网络进行对比,选择了适合本研究采用的神经网络类型。 在接触网系统可靠性研究中,本文将接触网视为由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱及基础、补偿装置串连而成的综合系统。在对可靠性常用的分析方法进行分析对比后,推荐采用故障树分析方法。建立了接触网的故障树模型,进行了基于马尔可夫过程的接触网可靠性分析,提出了提高接触网系统可靠度与可用度的具体措施。 在接触线可靠度分析中,本文运用选定的径向基神经网络训练确定出接触线的疲劳强度,通过相关公式按照有限弓架次模型确定了接触线应力,进而分析了接触线的可靠度。通过研究分析,得出接触线疲劳可靠度随列车运行速度增加而降低、减小受电弓抬升力、适当提高接触线工作张力、可以提高接触线疲劳可靠度等结论。


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