高速列车弓网电弧模型及其电气特性仿真研究

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1、高速列车弓网电弧模型及其电气特性仿真研究刘耀银尺旭坤万玉苏胡海星高国强西南交通大学电气工程学院长春轨道客车股份有限公司摘要：弓网电弧对受电弓滑板、接触网导线、供电质量、通讯信号和无线电信号的影响严重威胁列车的运行安全。因此，研究弓网电弧模型，分析弓网电弧的电气特性,对降低弓网电弧造成的危害很有必要。笔者运用MATLAB/Simulink仿真软件，考虑到列车在运行时高速气流场对弓网电弧模型参数变化的影响，建立了弓网电弧模型;通过弓网电弧仿真波形与实验波形的对比分析，验证了弓网电弧模型搭建的合理性。为了对比分

2、析弓网静态燃弧和动态燃弧的差别，利用搭建的弓网电弧模型进行了列车在进行升、降弓操作过程和高速列车运行速度为200km/h时3种工况下的弓网电弧仿真，最后通过弓网静态燃弧过程中和动态燃弧过程中电弧电气特性的对比分析，得到了相关结论。从而为研究弓网电弧的电气特性提供了理论基础。关键词：弓网电弧;MATLAB;电气特性;静态燃弧;动态燃弧;作者简介：刘輝银（1990—）,男，硕士研究生，主要从事高速动车组高压系统设计与电弧损伤机理研究。作者简介：陈旭坤（1989—）,男，硕士，主耍从事高速动车组高压系统设计与电

3、弧损伤机理研究。作者简介：高国强（1981—）,男，博士，副教授，硕士生导师，主要从事高速动车组高压系统设计和电气设备电接触与电弧调控技术。收稿日期：2017-07-11基金:国家自然科学基金（U1234202、51325704、51107104）Pantograph-catenaryArcModelofHighSpeedTrainandItsElectricalCharacteristicsSimulationLIUYaoyinCHENXukunWANYusuHUHaixingGAOGuoqiangSc

4、hoolofElectricalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity;CNRChangchunRailwayVehiclesCo.,Ltd・;Abstract：Theinfluenceofthepantograph-catenaryarconpantographslidingboard,catenarywire,powerquality,communicationsignalsandradiosignalsseriouslythreatenssaferunning

5、ofhighspeedtreiins.Therefore,itisnecessarytoestablishthemodelofpantograph-catenaryarcforanalyzingitselectricalcharacteristicsandhencereducingtheharmofpantograph-catenaryarc.Inthispaper,thesimulationsoftwareMATLAB/Simulinkisemployedtoestablishapantograph-c

6、atenaryarcmodelconsideringtheinfluenceofhigh-speedairflowonthemodelparametcrs.TheSimulatedwaveformsofthemodelarecomparedwiththeexperimentalonestoverifytherationalityofthemodel.Toanalyzethedifferencebetweenstaticarcinganddynamicarcing,thepantograph-catenar

7、yarcissimulatedwiththemodelinrespectiverisingandfallingprocessesofpantographaswellasatthetrainspeedof200km/h.Finally,conclusionsaredrawnthroughcomparingtheelectricalcharacteristicsofarcinbothstaticanddynamicarcingprocesses.Thisstudymayprovidetheoreticalba

8、sisforinvestigatingthecharacteristicsofperntograph-catenaryarc.Keyword：pantograph-catenaryarc;MATLAB;electricalcharacteristics;staticarcing;dynamicarcing;Received：2017-07-110引言在电气化铁路牵引供电系统中，弓网关系对整个高速电气化铁路系统的正常运行起着非常