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提高客运专线接触网可靠性的思考

铁路客运专线

摘  要:分析当前我国铁路接触网零部件设备存在的主要问题和可靠性,通过研究国外电气化铁路保障接触网可靠性的有效措施,应用可靠性理论的分析方法,提出提高我国铁路客运专线接触网可靠性的措施与建议。关键词:客运专线;接触网;可靠性;措施

触网系统直接向机车供电,工作环境恶劣且无备用,在自然界风霜雨雪和受电弓外力的作用下,各种结构、状态都处于动态变化之中,容易造

北 武汉  430063

成弓网故障。面对大规模客运专线建设的新形势,如何提高客运专线接触网的可靠性,已成为我国铁路亟需解决的重大课题。

1  我国铁路接触网系统可靠性存在的主要问题

1.1 接触网系统可靠性与国外相比差距较大

据统计,目前我国电气化铁路接触网最高的固有可靠度水平可达0.999 2(年每百正线条公里),实际可用度最高可达0.94。表面看起来接触网可靠性并不算低,但这是在投入10倍于国外电气化铁路维修人员和极大的维修劳动强度条件下,以大修周期仅为短短的10~15年的代价换来的。

国内外研究表明,弓网故障率与行车密度成正比。较为先进的电气化铁路国家近10年新开通的高速铁路,如法国TGV和德国高速铁路的弓网故障率约为每百条公里 年2~3次的水平,约相当于可用度指标0.95~0.98,可靠性总体水平高于我国,但维修率远远低于我国。

1.2  接触网零部件可靠性水平不稳定

目前,我国接触网零部件的主要问题是:可靠性随时间的变化呈现出不稳定性,尤其是合金类零部件。疲劳破坏是接触网支持结构系统失效的主要模式。对纳入TB标准的接触网零部件可靠性研究表明:在最大静态工作载荷下绝大多数零部件都能安全工作,极少数零部件在最大工作载荷下由于应力集中可能会产生局部的塑性变形,但在实际使用中一般不会产生包括塑性变形在内的静强度失效,但是会大大降低零部件的疲劳寿命(绝大部分TB零部件的有效应力集中系数平均合理值为1.5,但少量可达到2~3甚至更大);最大工作载荷变化范围内,基本上不存在疲劳强度问题的接触网零部件约占50%,对疲劳寿命有不同程度影响的零部件约占50%。

1.3 完善的接触网可靠性理论与方法体系尚未建立

可靠性设计技术在国内外的军工、航天、机械制造和电子等领域已经得到普遍应用。日本、德国、法国等电气化铁路先进国家极其重视接触网可靠性理论与方法体系的研究,对接触网可靠性提出了较明确的指标要求,如欧洲有《铁路RAMS(可靠性、可用性、可维护性和安全性)规格说明书》,德国明确要求电气化铁路系统的可用性要达到0.98以上。而我国尚未建立完善接触网可靠性理论与方法体系,对接触网也无明确的可靠性、可用性要求。

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中国铁路     

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9/2005

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