CN114781223A - 接触网断线故障的仿真方法及系统 - Google Patents
接触网断线故障的仿真方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114781223A CN114781223A CN202210464629.6A CN202210464629A CN114781223A CN 114781223 A CN114781223 A CN 114781223A CN 202210464629 A CN202210464629 A CN 202210464629A CN 114781223 A CN114781223 A CN 114781223A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- contact
- contact network
- finite element
- model
- carrier cable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000004088 simulation Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 33
- 230000003068 static effect Effects 0.000 claims description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 12
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims 1
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 5
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 abstract description 5
- 238000007689 inspection Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2113/00—Details relating to the application field
- G06F2113/04—Power grid distribution networks
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2113/00—Details relating to the application field
- G06F2113/16—Cables, cable trees or wire harnesses
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
- G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Locating Faults (AREA)
Abstract
本发明涉及一种接触网断线故障的仿真方法及系统。对接触网断线故障的定位及诊断多依靠人工巡检的方式进行，在有效性、及时性和准确性上都以无法满足目前的运管需求。本方法包括：建立接触网三维可视化模型；利用接触网三维可视化模型的节点信息，建立接触网有限元模型，在接触网有限元模型中添加断线故障；完成有限元动态仿真求解。本发明通过在断线处删除有限元模型单元等等效方式，对断线故障进行仿真，能以更加直观、便捷的方式反应断线故障发生时接触网各参数以及形态的变化，为接触网故障的定位诊断提供了有力支撑。
Description
技术领域
本发明涉及接触网故障数字仿真技术领域，具体涉及一种接触网断线故障的仿真方法及系统。
背景技术
电气列车能够到达的地方就是受电弓需要到达的地方，接触线在充当配电线路的同时又是受电弓的滑道，弓网系统的动态性能以及零部件服役情况直接影响受流质量的好坏。近年来，电气化铁路发生接触网故障的频率逐渐增多，接触网故障主要是由外部环境和零部件松脱造成的。其中，接触线断线故障带来的危害非常大。
在工程实践中，接触网的断线分为接触线与承力索断线以及吊弦与集中荷载等零部件断线故障，接触线与承力索断线事故偶尔发生，虽然发生的概率低，但接触线或承力索断线带来的危害巨大。断线故障会使接触网的结构及形态坍塌，接触网丧失了为受电弓提供滑道的功能，会造成列车停运事故，严重时，甚至会引起安全事故。吊弦与集中荷载的断线发生概率大于接触线与承力索断线，其危害是：线索断线后悬挂在接触线上，在受电弓通过时与受电弓发生磕碰，甚至卷入受电弓内部，由于受电弓高速运动，断线被拖拽运动，而断线的另一端连接着接触网，会导致接触网受力形变，甚至造成接触网系统的坍塌事故。
目前，为保证电气列车的安全运营，对接触网断线故障的定位及诊断多依靠人工巡检的方式进行，在有效性、及时性和准确性上都以无法满足目前的运管需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种接触网断线故障的仿真方法及系统，以至少解决目前人工方式定位诊断接触网断线故障存在的有效性、及时性和准确性问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
接触网断线故障的仿真方法，所述方法包括：
建立接触网三维可视化模型；
利用接触网三维可视化模型的节点信息，建立接触网有限元模型，在接触网有限元模型中添加断线故障，添加断线故障的等效方法包括：
对于接触线或承力索断线，将断线处的有限元模型单元删除；
对于横向电连接与上网引线的断线，减少对承力索的纵向拉力，将减少的拉力施加到接触线上；
对于中心锚结与吊弦的断线，将断线处的有限元模型单元删除，接触线和承力索上分别施加重量；
完成有限元动态仿真求解。
进一步地，建立接触网三维可视化模型包括：
设定接触网几何参数，设定接触网材料参数，设定传感器的类型及安装位置；
对接触网进行静力学求解，建立接触网的静力学平衡数学模型；
求解承力索上节点的三维坐标,生成接触网三维可视化模型。
进一步地，接触网几何参数包括接触网基本几何参数、锚段关节几何参数、电分相几何参数；
所述接触网基本几何参数包括跨距、拉出值、吊弦数量、中间跨数、接触线高度、结构高度、第一弹链吊弦距定位点距离、弹性吊索长度、第一简链吊弦距定位点距离、弹性吊索张力；
所述锚段关节几何参数包括五跨锚段关节几何参数和四跨锚段关节几何参数；所述五跨锚段关节几何参数包括前支拉出值、屋脊点抬高、转换柱抬高及结构高度、后支拉出值及跨距；所述四跨锚段关节几何参数包括前支拉出值、腕臂间距、转换柱抬高及结构高度、后支拉出值及跨距；
所述电分相几何参数包括腕臂间距、过渡点抬高及结构高度、右支拉出值、三支柱抬高、左支拉出值、小锚柱抬高及跨距、转换柱是否为弹链、隔离开关承力索高差、转化柱抬高及结构高度；
所述接触网材料参数包括接触网零部件的尺寸、重量、张力、弹性模量、泊松比，以及接触网上附加设备的重量；
所述传感器的类型包括张力传感器、加速度传感器；所述传感器的安装位置包括接触线、承力索。
进一步地，对接触网进行静力学求解，建立接触网的静力学平衡数学模型包括：
S1021：根据接触线的高度信息，求解接触线对吊弦施加的荷载；
S1022：根据接触线对吊弦施加的荷载以及吊弦的长度，求解吊弦对承力索施加的荷载；
S1023：考虑承力索在不同位置所受的作用力，利用力矩平衡法或有限元法求解承力索的变形量；
S1024：根据承力索的变形量，修正吊弦的长度，当吊弦长度的修正量大于设定值时，重复步骤1022-1024；
S1025：当吊弦长度的修正量小于设定值时，提取出承力索的变形量，接触网的静力学求解完成。
进一步地，求解承力索上节点的三维坐标,生成接触网三维可视化模型包括：
根据承力索的变形量，求解出承力索的三维坐标；
根据接触线的三维坐标以及承力索的三维坐标，连接对应的节点，生成吊弦以及弹性吊索的三维坐标；
在同一坐标系下按照三维节点进行参数化绘图，生成接触网的三维可视化模型。
进一步地，完成有限元动态仿真求解包括：
根据受电弓的参数建立受电弓的力学模型；
建立弓网接触耦合模型；
令受电弓在接触线上运动；
利用有限元法对运动过程进行仿真计算；
提取仿真数据。
接触网断线故障的仿真系统，所述系统用于完成上述的方法，包括：
接触网模型建立模块，用于建立接触网三维可视化模型；
故障添加模块，用于利用接触网三维可视化模型的节点信息，建立接触网有限元模型，在接触网有限元模型中添加断线故障；
仿真计算模块，用于完成有限元动态仿真求解。
接触网断线故障的仿真系统存储介质，所述存储介质包括存储的程序，程序被处理器执行时实现上述的方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明的仿真方法对接触网断线故障进行了合理的等效，对于接触线或承力索断线，将断线处的有限元模型单元删除；对于横向电连接与上网引线的断线，减少对承力索的纵向拉力，将减少的拉力施加到接触线上；对于中心锚结与吊弦的断线，删除有限元模型中的相关单元，接触线和承力索上分别施加断线的重量。在接触网三维模型中利用上述等效策略，对断线故障进行仿真，能以更加直观、便捷的方式反应断线故障发生时接触网各参数以及形态的变化，为接触网故障的定位诊断提供了有力支撑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。
图1是本发明一个实施例中接触悬挂中的传感器位置示意图。
图2是本发明一个实施例的4号传感器的仿真结果时域图。
图3是本发明一个实施例的传感器3、5加速度数据时域图。
图4是本发明一个实施例的传感器2、6加速度数据时域图。
图5是本发明一个实施例的传感器4加速度数据频谱图。
图6是本发明一个实施例的传感器3、5加速度数据频谱图。
图7是本发明一个实施例的传感器2、6加速度数据频谱图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
应注意到，相似的名称、符号和字母表示类似项，因此，一旦某一项在一个实施例中被定义，则在随后的实施例中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“包括”等以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
实施例1：
本实施例涉及了一种接触网断线故障的仿真方法，步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行。方法包括：
S1：建立接触网三维可视化模型，包括：
S101：设定接触网几何参数，设定接触网材料参数，设定传感器的类型及安装位置。
所述接触网几何参数包括接触网基本几何参数、锚段关节几何参数、电分相几何参数；
所述接触网基本几何参数包括跨距、拉出值、吊弦数量、中间跨数、接触线高度、结构高度、第一弹链吊弦距定位点距离、弹性吊索长度、第一简链吊弦距定位点距离、弹性吊索张力；
所述锚段关节几何参数包括五跨锚段关节几何参数和四跨锚段关节几何参数；所述五跨锚段关节几何参数包括前支拉出值、屋脊点抬高、转换柱抬高及结构高度、后支拉出值及跨距；所述四跨锚段关节几何参数包括前支拉出值、腕臂间距、转换柱抬高及结构高度、后支拉出值及跨距；
所述电分相几何参数包括腕臂间距、过渡点抬高及结构高度、右支拉出值、三支柱抬高、左支拉出值、小锚柱抬高及跨距、转换柱是否为弹链、隔离开关承力索高差、转化柱抬高及结构高度。
所述接触网材料参数包括所有接触网零部件的尺寸、重量、张力、弹性模量、泊松比，以及接触网上所有附加设备的重量。
所述传感器的类型包括张力传感器、加速度传感器；所述传感器的安装位置包括接触线、承力索。
S102：对接触网进行静力学求解，建立接触网的静力学平衡数学模型，包括：
S1021：根据接触线的高度信息，求解接触线对吊弦施加的荷载。
S1022：根据接触线对吊弦施加的荷载以及吊弦的长度，求解吊弦对承力索施加的荷载。
S1023：考虑承力索在不同位置所受的作用力(如拉力等)，利用力矩平衡法、有限元法等方法求解承力索的变形量。
S1024：根据承力索的变形量，修正吊弦的长度，当吊弦长度的修正量大于设定值时，设定值可限定为0.1mm，重复步骤1022-1024。
S1025：当吊弦长度的修正量小于设定值时，证明接触网达到了静力学平衡，提取出承力索的变形量，接触网的静力学求解完成。
S104：求解承力索上所有节点的三维坐标,生成接触网三维可视化模型，包括：
S1031：根据承力索的变形量，求解出承力索的三维坐标。
S1032：根据接触线的三维坐标以及承力索的三维坐标，连接对应的节点，生成吊弦以及弹性吊索的三维坐标。
S1033：利用三维绘图软件，在同一坐标系下按照所有的三维节点进行参数化绘图，生成接触网的三维可视化模型。
上述构建的接触网三维可视化模型，可用于接触网故障的仿真，根据故障类型与相关参数的关联性，通过调整参数数值就可以等效模拟故障，并通过三维可视的方式直观的观察到全线路接触网形态相应变化，并获得传感器的数据，为故障定位诊断提供基础。
S2：利用接触网三维可视化模型的节点信息，建立接触网有限元模型，在接触网有限元模型中添加断线故障。断线故障一般发生在接触线、承力索、横向电连接、上网引线、中心锚结、吊弦等位置。
断线故障的等效方法包括：
对于接触线或承力索断线，将断线处的有限元模型单元删除；
对于横向电连接与上网引线的断线，正常状态下处于半松弛状态，因此其自重在承力索上，断线时，绳索变成两节，一部分重量会分配给接触线。因此其等效方式为：减少对承力索的纵向拉力，将减少的拉力施加到接触线上；
对于中心锚结与吊弦的断线，它们在有限元模型中由单元组成，因此断线时，在有限元模型中将断线处的相关有限元模型单元删除，接触线和承力索上分别加重量。
添加断线故障，即选择故障的位置，生成故障信息，将故障信息加载到接触网有限元模型当中。故障信息包括故障类型、故障位置以及故障特征，故障特征为上述等效。
当需要评估故障下的弓网动态性能时，将故障加载到接触网有限元模型当中，并在接触网有限元模型基础上加入受电弓模型，完成弓网动态仿真，提取弓网仿真过程中传感器输出数据；
当需要评估故障下的接触网响应时，直接将故障加载到接触网有限元模型当中，接触网由于故障发生形变将产生新的平衡状态，提取接触网形变过程中的传感器输出数据。
S3：完成有限元动态仿真求解，包括：
S301：根据受电弓的参数建立受电弓的力学模型，如三质量块模型；
S302：建立弓网接触耦合模型；
S303：受电弓按照一定的速度在接触线上运动；
S304：利用有限元法对运动过程进行仿真计算；
S305：提取相关的仿真数据。
以京津城际铁路相关接触网参数数据，进行仿真模型的建立，然后加载一个吊弦断线故障进行分析。考虑吊弦为仅受拉力的非线性单元，接触网可等效为空间杆-梁-索单元组成的系统，悬挂类型选择弹性链型悬挂，腕臂类型选择整体腕臂，接触网主要参数设置如下：
锚段关节类型选择五跨锚段关节，锚段关节主要参数设置如表：
接触线主要参数如表：
承力索主要参数如表：
弹性吊索主要参数如表：
吊弦主要参数如表：
中心锚结主要参数如表：
线夹自重参数如表：
集中载荷质量(含线夹)主要参数如表：
定位器主要参数如表：
线路坡度设定为0，加速度传感器重量设置为0.3kg。
接触悬挂形状如图1所示。在前五跨的跨中和定位点区域均设置加速度传感器，设置第三跨区间内第一根吊弦断裂，故障在第6秒发生。图中的圆点位置为加速度传感器，序号从一号开始自左到右增加。故障距离故障点最近的4号传感器的仿真结果时域图如图2所示。传感器4加速度曲线在第6秒故障发生时开始产生振动，11.3秒时达到最大幅值，振动最大震荡幅值为8.772m/s2。在18秒后逐渐衰减，之后保持较小振动幅度。
对比故障发生点左右跨中的3号传感器和5号传感器加速度曲线时域图，如图3所示。传感器3与传感器5加速度曲线均在第6秒故障发生时开始产生振动，但振幅有较大区别。在6秒至20秒区间内，传感器3加速度曲线整体振幅较小，传感器5加速度曲线整体振幅较大。传感器3加速度曲线在7.7秒时达到最大幅值，振动最大振荡幅值为11.289m/s2。传感器5加速度曲线在14.6秒时达到最大幅值，振动最大震荡幅值为5.755m/s2。在20秒之后，传感器3的加速度曲线振幅减小至与传感器5大致相同的范围内，振幅均处于小于3的范围内。
对比与故障发生点相隔一个跨距的2号传感器和6号传感器加速度曲线时域图，如图4所示。传感器2与传感器6加速度曲线均在第6秒故障发生时开始产生振动，但振幅有较大区别。传感器2加速度曲线整体振幅较小，传感器2加速度曲线整体振幅较大。传感器2加速度曲线在15.9秒时达到最大幅值，振动最大震荡幅值为0.1268m/s2。传感器6加速度曲线在10.4秒时达到最大幅值，振动最大振荡幅值为7.24m/s2。
对传感器4检测到的加速度数据进行傅里叶分析，得到频谱图，如图5所示。频率主要集中在低频区。在频率由0Hz增至0.2Hz的区间内，幅值迅速下降至接近0的区域。在频率大于1Hz的频段，幅值基本为0。
对传感器3和传感器5检测到的加速度数据进行傅里叶分析，得到频谱图，如图6所示。传感器3和传感器5的加速度频率均主要集中在0Hz到5Hz的范围内。传感器3的加速度频率分布较为分散，主要集中在0.2Hz、0.8Hz、1.7Hz、2.83Hz附近以及3.8Hz-5Hz范围内。传感器5的加速度频率较为均匀分布在0Hz到5Hz的范围内。
对传感器2和传感器6检测到的加速度数据进行傅里叶分析，得到频谱图，如图7所示。传感器2的加速度频率分布较为均匀，且幅值较小，最大幅值仅为0.1168。传感器6的加速度频率分布较为分散，幅值较大区域主要集中在1.2Hz-2Hz、2.7Hz-2.8Hz、4.3Hz-5Hz附近范围内，最大幅值达到0.5534。
根据上述数据变化分析可知，利用传感器检测接触网参数数据变化来快速准确地定位吊弦断线故障发生的区域，实现故障报警、诊断及预测是可行的。
本实施例的方法构建了接触网三维可视化模型，生成了接触网有限元模型，可直接将断线故障的力学效用加载在接触网有限元模型上,利用传感器输出的数据分析故障的特征,相比于现有技术,力学效用直接加载相对于电信号模拟更直接、更贴近实际故障产生的来源；用传感器的输出数据表征故障的特征，实际中采集到的也是传感器的数据，因此在进行故障识别时，同类数据比对，确定故障的类别及程度更准确。
实施例2：
本实施例涉及一种接触网断线故障的仿真系统，能以硬件或软件方式实现，用于完成实施例1所述的方法。所述系统包括：
接触网模型建立模块，用于建立接触网三维可视化模型，对应实施例1中步骤S1的内容。
故障添加模块，用于利用接触网三维可视化模型的节点信息，建立接触网有限元模型，在接触网有限元模型中添加断线故障，对应实施例1中步骤S2的内容。
仿真计算模块，用于完成有限元动态仿真求解，对应实施例1中步骤S3的内容。
本领域技术人员可以理解，本发明实施例的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。
Claims (8)
1.接触网断线故障的仿真方法，其特征在于：
所述方法包括：
建立接触网三维可视化模型；
利用接触网三维可视化模型的节点信息，建立接触网有限元模型，在接触网有限元模型中添加断线故障，添加断线故障的等效方法包括：
对于接触线或承力索断线，将断线处的有限元模型单元删除；
对于横向电连接与上网引线的断线，减少对承力索的纵向拉力，将减少的拉力施加到接触线上；
对于中心锚结与吊弦的断线，将断线处的有限元模型单元删除，接触线和承力索上分别加重量；
完成有限元动态仿真求解。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
建立接触网三维可视化模型包括：
设定接触网几何参数，设定接触网材料参数，设定传感器的类型及安装位置；
对接触网进行静力学求解，建立接触网的静力学平衡数学模型；
求解承力索上节点的三维坐标,生成接触网三维可视化模型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
接触网几何参数包括接触网基本几何参数、锚段关节几何参数、电分相几何参数；
所述接触网基本几何参数包括跨距、拉出值、吊弦数量、中间跨数、接触线高度、结构高度、第一弹链吊弦距定位点距离、弹性吊索长度、第一简链吊弦距定位点距离、弹性吊索张力；
所述锚段关节几何参数包括五跨锚段关节几何参数和四跨锚段关节几何参数；所述五跨锚段关节几何参数包括前支拉出值、屋脊点抬高、转换柱抬高及结构高度、后支拉出值及跨距；所述四跨锚段关节几何参数包括前支拉出值、腕臂间距、转换柱抬高及结构高度、后支拉出值及跨距；
所述电分相几何参数包括腕臂间距、过渡点抬高及结构高度、右支拉出值、三支柱抬高、左支拉出值、小锚柱抬高及跨距、转换柱是否为弹链、隔离开关承力索高差、转化柱抬高及结构高度；
所述接触网材料参数包括接触网零部件的尺寸、重量、张力、弹性模量、泊松比，以及接触网上附加设备的重量；
所述传感器的类型包括张力传感器、加速度传感器；所述传感器的安装位置包括接触线、承力索。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
对接触网进行静力学求解，建立接触网的静力学平衡数学模型包括：
S1021：根据接触线的高度信息，求解接触线对吊弦施加的荷载；
S1022：根据接触线对吊弦施加的荷载以及吊弦的长度，求解吊弦对承力索施加的荷载；
S1023：考虑承力索在不同位置所受的作用力，利用力矩平衡法或有限元法求解承力索的变形量；
S1024：根据承力索的变形量，修正吊弦的长度，当吊弦长度的修正量大于设定值时，重复步骤1022-1024；
S1025：当吊弦长度的修正量小于设定值时，提取出承力索的变形量，接触网的静力学求解完成。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：
求解承力索上节点的三维坐标,生成接触网三维可视化模型包括：
根据承力索的变形量，求解出承力索的三维坐标；
根据接触线的三维坐标以及承力索的三维坐标，连接对应的节点，生成吊弦以及弹性吊索的三维坐标；
在同一坐标系下按照三维节点进行参数化绘图，生成接触网的三维可视化模型。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
完成有限元动态仿真求解包括：
根据受电弓的参数建立受电弓的力学模型；
建立弓网接触耦合模型；
令受电弓在接触线上运动；
利用有限元法对运动过程进行仿真计算；
提取仿真数据。
7.接触网断线故障的仿真系统，其特征在于：
所述系统用于完成权利要求1-6任一项所述的方法，包括：
接触网模型建立模块，用于建立接触网三维可视化模型；
故障添加模块，用于利用接触网三维可视化模型的节点信息，建立接触网有限元模型，在接触网有限元模型中添加断线故障；
仿真计算模块，用于完成有限元动态仿真求解。
8.接触网断线故障的仿真系统存储介质，其特征在于：
所述存储介质包括存储的程序，程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210464629.6A CN114781223B (zh) | 2022-04-29 | 接触网断线故障的仿真方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210464629.6A CN114781223B (zh) | 2022-04-29 | 接触网断线故障的仿真方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114781223A true CN114781223A (zh) | 2022-07-22 |
| CN114781223B CN114781223B (zh) | 2024-07-12 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62160542A (ja) * | 1985-12-31 | 1987-07-16 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 相補形金属酸化物半導体回路のモデル化方法 |
| CN112009311A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-01 | 西南交通大学 | 一种全参数定制的接触网吊弦预配方法及系统 |
| CN113128751A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-07-16 | 中创智维科技有限公司 | 一种接触网拉出值故障预测系统及方法 |
| CN113177284A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-27 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 参数化接触网三维bim设计方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN114169223A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-11 | 西南交通大学 | 一种高速接触网吊弦分布坐标的优化设计方法 |
| CN114218828A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-22 | 西南交通大学 | 基于线性叠加的受电弓刚性接触网系统动态行为仿真方法 |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62160542A (ja) * | 1985-12-31 | 1987-07-16 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 相補形金属酸化物半導体回路のモデル化方法 |
| CN112009311A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-01 | 西南交通大学 | 一种全参数定制的接触网吊弦预配方法及系统 |
| CN113128751A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-07-16 | 中创智维科技有限公司 | 一种接触网拉出值故障预测系统及方法 |
| CN113177284A (zh) * | 2021-04-30 | 2021-07-27 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 参数化接触网三维bim设计方法、装置、电子设备及存储介质 |
| CN114169223A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-11 | 西南交通大学 | 一种高速接触网吊弦分布坐标的优化设计方法 |
| CN114218828A (zh) * | 2021-12-09 | 2022-03-22 | 西南交通大学 | 基于线性叠加的受电弓刚性接触网系统动态行为仿真方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hung et al. | Large amplitude vibrations of long-span transmission lines with bundled conductors in gusty wind | |
| CN114564874B (zh) | 面向故障仿真的接触网三维可视化模型构建方法及系统 | |
| CN106452975B (zh) | 一种测试路由器的方法及系统 | |
| CN105677615A (zh) | 一种基于weka接口的分布式机器学习方法 | |
| Zhao et al. | Aeolian vibration‐based structural health monitoring system for transmission line conductors | |
| CN101409439A (zh) | 一种确定重冰区输电线路杆塔导地线布置的方法 | |
| CN109918854B (zh) | 一种复合绝缘横担耐久性能评估方法及装置 | |
| JP3837099B2 (ja) | 構造物の損傷推定システムおよびプログラム | |
| Foti et al. | Hysteretic behaviour of Stockbridge dampers: modelling and parameter identification | |
| Wen et al. | Prediction models for dynamic response parameters of transmission lines after ice-shedding based on machine learning method | |
| CN114781223A (zh) | 接触网断线故障的仿真方法及系统 | |
| CN114781223B (zh) | 接触网断线故障的仿真方法及系统 | |
| CN114936487A (zh) | 接触网定位器故障的定位方法及系统 | |
| CN114001984A (zh) | 轨道车辆结构件的振动疲劳可靠性试验方法及装置 | |
| CN114936488A (zh) | 接触网异物侵扰故障的仿真方法及系统 | |
| Bouaanani | Numerical investigation of the modal sensitivity of suspended cables with localized damage | |
| CN114781222A (zh) | 接触网线夹脱落故障的仿真方法及系统 | |
| CN114757079A (zh) | 接触网棘轮卡滞故障的仿真方法及系统 | |
| CN115577548A (zh) | 基于数字孪生的电力通信传输网的分析方法、设备和介质 | |
| CN108874646A (zh) | 分析数据的方法和装置 | |
| Bing et al. | Stability and influence factors on iced conductor with the participation of multi-ordered torsional modes | |
| CN108920733B (zh) | 一种gil三支柱绝缘子及金属焊点松动故障仿真检测方法 | |
| Hickey et al. | Fault investigation and analysis of an overhead transmission line vibration damper | |
| Kubelwa et al. | Aeolian vibrations of overhead transmission line bundled conductors during indoor testing, Part B: assessment of fatigue and damping performances | |
| Wang et al. | The free vibration of long-span transmission line conductors with dampers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |