emin（mm/N） 0.1319 0.2434 0.2473
μ（%） 38 10 10
接触网的动态特性：
接触网上的每个点在平衡位置附近振动，振动沿接触网 波动传播 波动传播速度——振动沿接触网锚段传播的速度Cp
波动传播速度Cp——在某一点用一个力对接触线加振后
将力消除，该点接触线振动经过S秒后传到L，则Cp=L/S
弓网接触力、受电弓通过定位点时的接触线抬升等弓 网动态相互作用性能参数的实测数据既可用于弓网系统 运行可靠性和运行质量的评估，也可用于弓网动态仿真 系统和其他测量系统的确认，还可用于弓网系统的故障 诊断。 弓网接触力、定位点抬升的测量均应符合规定的要求 ，且能够得到相应的确认，只有这样，这些参数的测量 结果才能令人信服。
触线上的移动接触力与时间相关的特性，以及和接触线抬 升的相互关系。从而便于我们对弓网系统的动态性能迚行 评估与对比。
弓网振动仿真
400 350
Contact Force [N]
Re200系统 v=220km/h 单受电弓（DSA250） 计算机仿真结果
300 250 200 150 100 50 0 400
西南交通大学希望学院 罗 为 24/MAR/2015
受电弓与接触网属于两个相互独立的振动子 系统，这两者具有各自不同的质量模块、弹性系 数、衰减系数和固有频率，并且通过弓网接触力 耦合在一起。
现场应用中，接触网锚段的变化的弹性导致 受电弓周期性上下振动，且振动幅度又与抬升力 有关。
弓网系统的振动
480
560
640
720
800
880
Location of Pantograph [m]
200 175
Uplift [mm]]
150 125 100 75 50 25 0 400
接触力 抬升
480 560 640 720 800 880 Location of Pantograph [m]
弓网动态测量
悬挂方式： JTMH120+CTMH150 张力组合：20kN+40kN 结构高度：1600mm
静止
前弓
后弓
作业
1、复习课本第四章,并查阅相关的 参考资料 2、每组为自己的课程设计命题(以 组为单位讨论，还不能确定的请找 学习委员、科代表或者老师交流)
与接触网弹性有关的因素
√接触网的跨中弹性（单位垂直作用力引起的接触线抬升)与
跨距成正比，与接触线和承力索的张力之和成反比
弹性沿跨距的一致性用接触网的弹性不均匀系数表示 √弹性及弹性不均匀系数与接触线截面、线索张力、接触网 跨距、结构高度、预弛度及有无弹性吊索有关，与接触网 施工精度有关
接触网的弹性
在选择传感器时，请注意使用环境、通讯方式、敏感度等
弓网动态相互作用的测量要求----位移
测量内容包括： 定位点处的接触线抬升：测量误差应小于5mm。 弓头的垂直位移：测量精度应优于10mm。 在选择传感器时，请注意使用环境、通讯方式、敏感度等
弓网动态相互作用的测量要求----电弧
采用非接触方式 原理：利用电弧探测器对铜材料辐射出的光的波长
(C p v) /(C p v)
Cp——波动传播速度 v ——受电弓运行速度
接触网的动态特性参数 （vmax=350km/h）
参数 京津城际 武广高速 郑西高速
波动传播速度（km/h）
无量纲系数β 多普勒系数α 反射系数r
568.7
0.615 0.237 0.467
536.7
0.653 0.210 0.426
弓网系统的振动为随机振动——只能用数理统计的方法加以 研究
接触网的振动
L SA
x mD1 k D1 mD1 mD2
B EIB
mD2pper
Tower
k TW mATW
Support wire
SA
SB
k DP mBTW
Contact wire
SB
mBT1
mDP
接触网包括接触线、承力索、吊弦、定位器以及其他零件， 既有均布质量，又有集中质量，是一个非常复杂的振动系统
两自由度模型
弓网系统的振动
接触力将弓 与网联系在 一起
当受电弓与 接触网接触并 高速运行时， 受电弓弹簧系 统的振动、车 体的振动以及 风力等因素均 参与作用，受 电弓弓头在上 下、左右、前 后三个方向产 生运动
弓网接触力—受电弓垂直作用在接触网上的力
随着速度的增加， 动态部件对弓网接触 力的影响越来越大， 为了保持受电弓滑板 沿着接触线并不间断 地与接触线接触，接 触力必须保持在一定 范围，即动态范围
用时间的周期函数描述的物理量，称为振动
力学系统能维持振动，必须具有弹性和惯性。由于弹性，系
统偏离其平衡位置时产生回复力，促使系统返回原来位置；
由于惯性，系统在返回平衡位置的过程中积累了动能，使系 统越过平衡位置向另一侧运动。由于弹性和惯性的相互影响
，才造成系统的振动。
描述振动的量：位移、速度、加速度等
原则：在保证弓网的良好动态相互作用的前提下，要测量弓 网的接触力，是不可能直接测量滑板与接触线之间的力的。
所以，我们一般采用间接的测量方法。
由于滑板和接触线接触时，受到的接触力的同时，也受到 如摩擦力、空气动力、惯性力、受电弓的抬升力等。所以测 量接触力时，通过经验和数学模型，计算得出我们的需要的 接触力。这过程中一定要排除其他方向的力的干扰。
弹性曲线
平均弹性
弹性=抬升量/抬升力
平均弹性
弹性不均匀系数
相对弹性
弹性和弹性不均匀系数
0.35 京津 武广 郑西
0.3
弹性(mm/N)
0.25
0.2
0.15
0.1
0
5
10
15
20
25 距离 (m)
30
35
40
45
京津城际 武广高速 郑西高速
emax（mm/N） 0.2967 0.3004 0.3049
EN50119关于弓网接触力的范围
Fmax ≥ Fm＋3s，Fm－3s＞ 0，将F=0称为弓网离线
电流制式
AC AC
列车速度(km/h)
≤200 ＞200
接触力(N)
300 350 ＞0 ＞0
DC
DC
≤200
＞200
300
400
＞0
＞0
定位点的抬升
b——无限位抬升量 u——最大运营抬升量 s——受电弓摆动量
C p 3 .6 Tj mj (km / h)
vmax 0.7C p
Tj – 接触线的张力 N
mj – 接触线的质量常数 kg/m
波动传播与反射
放大系数r/α——反应 接触网振动波幅度增强 或减弱的系数
r /
r——反射系数
m=1kg, V=160km/h, Cp=382km/h
正常运行条件及最大跨距 u < 2.0 * b u < 1.5 * b 带抬升限位功能
弓网动态相互作用的测量
测量内容:
1、弓网接触力
2、接触线抬升力 3、电弧 4、运行工况:列车的速度、位置 5、环境条件：温度、湿度、日照强度、风、隧道等等
6、测试配置：受电弓的参数、接触网类型
弓网动态相互作用的测量要求----接触力
弓网动态特性实测数据
动态接触力与速度的关系
Fm：接触力平均值 s：接触力标准偏差
动态接触力的频数分布应符合正态 分布
动态接触力与速度的关系
s最小，弓网运 行相对平稳 s最大，弓网振 动相对剧烈
3种弓网系统的动态接触力分布
动态接触力与速度的关系
定位点的抬升
2010_12_03_11_29，速度447km/h，下行
的敏感度。
在选择探测器时，请注意安装位置、通讯方式、敏 感度等
弓网动态仿真
随着运行速度的提高，弓网动态相互作用变得越来越重 要，只有考虑到包括受电弓和接触网在内的各类配套的系 统设备，才能获得一个切实有用的弓网系统设计方案。计 算机仿真是模拟这些部件动态相互作用的有效选择。
弓网动态相互作用仿真的目的是要确定受电弓作用在接
α——多普勒系数
波动传播与反射
r mc Tc /( mc Tc m j T j )
mc、Tc——承力索的线密度和张力
mj 、Tj ——接触线的线密度和张力
反射系数r——指接触网 的振动波在吊弦、线夹 等非均质点被反射，是 接触网的质量特性 多普勒系数α——反应 受电弓运行速度与波动 传播速度之间的关系
523.1
0.669 0.198 0.444
放大系数γ
限定速度va（km/h） 固有频率f1/f2（Hz）
1.970
206.6 1.50/1.36
2.029
216.0 1.51/1.37
2.242
201.4 1.52/1.38
受电弓的动力学模型
Fc MH KH,CH,BH meq KF,CF,BF E Fc0 ZE ZL H ZH