三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
➢ 模拟软件工具
CATMOS弓网模拟软件：能模拟简链和弹链，由德国 Balfour Beatty公司开发（前Adtranz公司）
架线道弓网模拟软件：能模拟简链和复链，由日本铁技 研开发
CPS弓网模拟软件：能模拟简链、弹链和复链，由我院 自己开发
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
仿真模拟界面
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
仿真模拟软件
CATMOS软件 架线道软件 CPS软件
该软件已应用于我国电气化铁路的研究、设计、 试验预测及弓网受流评价等领域
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
仿真模拟应用
广州至深圳200km/h接触网的研究、设计
现场录像资料(香港地铁机场线)
根据工程数据预测所要进行试验的结果及要注意的事项。 为设计方案的确定提供基础数据，并给予评价。 判断相同条件下不同弓网受流系统的优劣。 找出弓网关系恶化的边界条件，如共振速度、离线速度、接触线
应力、接触力标准偏差等。 选择与接触网相匹配的受电弓，根据特定的受电弓产品的数学模
型可评价其性能。 模拟软件已成为世界各个国家电气化铁路的决策工具。
联盟
➢ 接触网的静态弹性跨中≤0.36mm/N （Re330）
➢ 接触网静态弹性不均度≤8%（Re330） ➢ 最大接触力（N）≤ 250（Re330） ➢ 最小接触力（N）50（Re330） ➢ 接触力标准偏差与平均接触压力的比
值≤ 20% ➢ 离线率5%以下
二、关于弓网受流质量的评价标准
➢日本 ➢法国 ➢德国
200km/h<V 250km/h的运营里程(km) 466 0 577
250km/h<V 300km/h的运营里程(km) 1591 1246 准303
300km/h<V 350km/h的运营里程(km) 0 295 0
在建铁路速度目标值(km/h)及采用的 360 350 300
接触网悬挂方式
复链 简链 弹链
Fa-3*SDF≤0
最大动态接 触力(N)
<250
<250
性能
完全满足运要 求
由于经济或技 术受限而提高 接触网或受电 弓性能很困难 情况下，可满 足运营要求
在紧急，偶然 超速或试验情 况下可临时满 足运营要求
不能满足运营 要求
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
模拟软件的功能：
展现受电弓与接触网间动态接触关系和每一时刻各部分的受力和 振动状况。
简链 Rim120 1.07 20(25) THJ120 1.06 20 ------60 1400 0‰～0.5‰
弹链 Rim120 1.07 20(25) THJ120 1.06 20 THJ35/18m 3.5 60 1800 ----
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
（一）接触网和受电弓的基本参数
Y/[m] 1.9
1.4
0.9
0.4
-0.1 500
600
700
800
Y/[m] 1.9
1.4
0.9
0.4
-0.1 500
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
600
700
800
900 900
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
（一）接触网和受电弓的基本参数
受电弓基本数学模型如下：
2496N/m 10900N/m
80N/m
7.51kg 5.94kg 5.43kg
DSA350
简链
弹链
20000
20000
60
60
6+37+6+37+6
5+510+5
——
——
206.0
204.1
37.23
33.06
280.1
284.7
143.4
156.3
94.31
104.92
-17.38
5.74
18.1%
16.2%
126.4
150.9
100.9
133.2
25.5
17.7
C
C
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
模拟软件模拟结果：受电弓最大抬高
160
140
120
100
简链
80
弹链（6）
60
弹链（8）
40
20
0
250
300
350
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
模拟软件模拟结果：受电弓振幅
30
25
20
简链
15
弹链（6）
10
弹链（8）
5
0
250
300
350
四、悬挂方式的技术经济比较
➢ 复链型悬挂结构复杂，投资高，国内无成 熟的设计、施工和运营经验。简链和弹链 有着各自的不同特点，但对于时速 300km/h及以上的速度来说，均能满足高 速受流要求，在国外都有成功的运营实践。 其技术经济比较如下表：
仿真模拟软件
CATMOS软件 架线道软件 CPS软件
德方已把该软件广泛的应用于德国高速铁路的研 究、设计、试验预测及弓网受流评价等领域
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
仿真模拟界面
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
仿真模拟软件
CATMOS软件 架线道软件 CPS软件
日方已把该软件广泛的应用于日本高速铁路的研 究、设计、试验预测及弓网受流评价等领域
2Ns/m 2Ns/m
3.5Ns/m 3.5Ns/m
70Ns/m 70Ns/m
Faero=0.0011xV2N Fsta=80N
受电弓基本参数
三、接触网悬挂方式的仿真模拟研究
模拟软件模拟结果
速度(km/h) 受电弓型号 悬挂类型 接触线张力(N) 跨距(m) 吊弦间距(m) 预留弛度(‰) 平均动态接触力：Fa(N) SDF(N) 最大动态接触力(N) 最小动态接触力(N) Fa-3*SDF(N) Fa-6*SDF(N) SDF/Fa 受电弓动态最大抬高(mm) 受电弓动态最小抬高(mm) 受电弓振动最大变化量(mm) 受流评价等级
一、国外高速接触网的发展状况
国外高速接触网发展总趋势是：
尽可能地简化接触网的结构，以提高接触网的可 靠性。
在材质一定的条件下，尽可能地提高接触线的张 力，以提高接触线的波动传播速度，进而提高运 营速度。
积极研制和开发与接触网参数及运营速度相匹配 的高速受电弓。
二、关于弓网受流质量的评价标准
一、国外高速接触网的发展状况
三国高速铁路接触网发展过程及趋势 法国：
第一条高速铁路采用弹链，但不很成功，经过研 究试验后在以后时速大于250km/h的线路上完全 采用简链，放弃弹链，随着速度的提高不断增大 接 触 线 的 张 力 （ 20kN-300km/h ， 25kN350km/h），改进受电弓性能，研发高性能的受 电弓。
➢ 最大接触力（N） ≤ 300 ➢ 最小接触力（N）≥0 ➢ 静态弹性不均匀度≤ 20%
➢欧铁 联盟
二、关于弓网受流质量的评价标准
我们推荐的标准
项目
评价等级
A
B
C
D
最小动态接 触力(N)
≥40
≥30
≥20
≥10
SDF与Fa的关 Fa-6*SDF>0 系(N)
Fa-3*SDF>40
Fa-3*SDF>0
四、悬挂方式的技术经济比较
内容 技术比较 经济比较
项目 静态弹性不均匀度 接触线的抬升量 受电弓运行轨迹的平缓度 接触网的动态稳定性 接触网的风稳定性 环境温度变化对网的稳定性影响 零部件数量 结构的复杂程度 施工的难易程度 日常维修的便利性 事故抢修的难易程度 因接触网的抬升引起弓网事故 因接触网的振动引起螺栓松动的可能性
法国高速铁路主要特征：
运营里程：1541km 正在建设里程：320km 规划里程：937km 供电电压：25kV 最高运营速度：350km/h 接触网悬挂方式：简链 接触网跨距：不大于63m，在 各条线上基本不变
三国高速铁路统计
国家
日法 德
项目
本国 国
最高商业运营速度(km/h)
300 350 300
2. 弹性链型悬挂静态弹性不均匀度较小，受电弓的运行 轨迹也较平缓，但接触网的动态抬高量大，容易发生 打弓事故，且稳定性较差。弹性吊索的施工需要专门 的计算软件，专用工具，调整困难，不仅影响本跨， 同时影响相邻跨的导高，给维护和抢修带来难度。
四、悬挂方式的技术经济比较
综合比较结果：
3. 弹性链型悬挂由于弹性吊索的存在，受环境 温度影响较大，接触网几何状态不如简单链 型悬挂稳定，接触线高度受环境温度影响较 大。
DSA350
简链
弹链
20000
20000
60
60
6+37+6+37+6
5+510+5
0.2
——
173.7
171.1
24.91
27.69
230.5
254.6
130.7
105.3
98.97
88.03
24.24
4.96
14.3%
16.2%
85.4
109.3
54.5
85.8
30.9
22.5
A
A
V=350km/h
➢日本 ➢法国 ➢德国 ➢欧铁
联盟
➢ 最高运营速度与接触线波动传播 速度之比控制在70%以下
➢ 一次离线时间不应大于200ms， 离线率最好不超过5%，在最差的 情况下，应不超过20%