W pracy przedstawiono kolejny etap badań numerycznych, prowadzących do oceny wpływu przejazdu pociągu przez nierówność progową toru na dynamiczną interakcję pomiędzy pantografem a górną siecią jezdną kolejowej trakcji elektrycznej. Wcześniejsze badania wykazały, że nierówność progowa, występująca w torze kolejowym nie wpływa znacząco na drgania sieci trakcyjnej, ale zakres tych badań był ograniczony do analizy stanu przemieszczenia sieci oraz dynamicznych zmian siły nacisku stykowego. Celem tej pracy jest zbadanie, czy wyraźne obciążenie impulsowe pojazdu kolejowego, spowodowane przejazdem przez nierówność progową przenosi się w istotny sposób na przyspieszenia drgań sieci trakcyjnej i pantografu, chociaż nie jest widoczne w przebiegach czasowych przemieszczeń. W tym celu uzupełniono oryginalną, autorską metodę symulacji drgań układu sieć trakcyjna–pociąg–tor kolejowy o ścieżkę wyznaczania prędkości i przyspieszeń drgań. Przedstawiono główne założenia dwuetapowego algorytmu symulacyjnego oraz wyniki analizy numerycznej. Analizę przeprowadzono dla dwóch typów nierówności progowej, dwóch prędkości jazdy pociągu oraz dwóch wariantów zawieszenia pojazdu. Wyniki symulacji pokazały, że pionowy ruch podstawy pantografu, dzięki dobrze amortyzowanej konstrukcji odbieraka słabo przenosi się zarówno na drgania, jak i przyspieszenia drgań ślizgacza i przewodu jezdnego. Wykazano jednak, że przejazd pantografu powoduje drgania sieci o małych amplitudach w porównaniu z jej rozpiętością, ale drgania te zachodzą z dużymi przyspieszeniami, rosnącymi wraz z prędkością przejazdową. Jest to zjawisko niekorzystne w aspekcie zmęczenia materiału.
EN
The paper presents the next stage of numerical tests, leading to the assessment of the impact of train movement over the track threshold inequality on the dynamic interaction between the pantograph and the upper contact line of the electric traction. Previous studies have shown that the threshold unevenness that occurs in a railway track does not significantly affect the vibrations of the overhead contact line, but the scope of these tests was limited to analysing the state of network displacement and dynamic changes in contact force. The purpose of this work is to examine whether the clear impulse load of a railway vehicle, caused by passing through a threshold inequality, is significantly transferred to the acceleration of traction network and pantograph vibrations, although it is not visible in the time course of displacements. For this purpose, the original, proprietary method of vibration simulation of the traction network - train - railway track system was supplemented with a path for determining the speed and acceleration of vibrations. The main assumptions of the two-stage simulation algorithm and the results of numerical analysis are presented. The analysis was carried out for two types of threshold inequality, two train speeds and two vehicle suspension variants. The simulation results showed that the vertical movement of the pantograph base, due to the well-cushioned construction of the collector, is poorly transmitted to both vibration and acceleration of the slide and contact wire vibrations. However, it has been shown that the pantograph movement causes vibrations of the network with small amplitudes compared to its span, but these vibrations occur with high accelerations, increasing with the traveling speed. In the aspect of material fatigue it is an unfavorable phenomenon.
Droppers connecting the contact wire and messenger wire of the railway catenary are characterized by zero or negligible compressive stiffness, hence they become slack under compression that is similar to bars’ buckling. The paper presents a numerical analysis of the influence of droppers slackening phenomenon on the dynamic interaction between the pantograph and catenary. The analysis is based on a simulation method presented by the authors in previous papers, in which the catenary is modelled as a complex cable system. In this paper, the simulation method is modified by introducing the residual compressive stiffness of droppers that is assumed as a given percent of tensile stiffness. Modification leads to geometrically non-linear equations of motion of the pantograph-catenary system. Two different algorithms for solving the problem of non-linearity are proposed, in both of them the Newmark numerical integration method is applied. Results of dynamic response simulations performed for different values of residual compressive stiffness of droppers are presented and compared. It is shown that the contact wire does not cooperate with the messenger wire in a large area around the pantograph when the compressive stiffness of droppers is assumed zero. As a result, the pantograph moving at high speed induces severe vibrations of the catenary. It is also shown that droppers should be designed to have the residual compressive stiffness equal to at least one percent of their tensile stiffness. This is sufficient to ensure an appropriate cooperation between messenger wire and contact wire, which is demonstrated by simulation results fulfilling requirements given in the standard PN-EN 50318: 2002.
W 2015 r. weszła życie specyfikacja interoperacyjności dla podsystemu Energia (Rozporządzenie 1301/2014), stosowana w procesie certyfikacji sieci trakcyjnej na poziomie projektowania i badań dynamicznych. W artykule omówione zostały parametry podlegające ocenie tj. napięcie i częstotliwość, wydajność systemu zasilania, obciążalność prądowa systemów DC dla pociągów podczas postoju, geometria sieci trakcyjnej, skrajnia pantografu, średnia siła nacisku, charakterystyka dynamiczna i jakość odbioru prądu, wielkość przestrzeni na uniesienie przewodu jezdnego, wielkość uniesienia przewodu jezdnego pod wpływem kilku pantografów. Omówiono również sposób oceny: hamowania odzyskowego pojazdów trakcyjnych, organizacji koordynacji zabezpieczeń elektrycznych w całym systemie zasilania, materiału przewodu jezdnego, środków ochrony przed porażeniem elektrycznym i zasady utrzymania sieci trakcyjnej. Parametry te są oceniane na dwóch poziomach: przeglądu Projektu Wykonawczego i badań po montaż sieci trakcyjnej. Certyfikaty odnośnie podsystemu „Energia” i składników interoperacyjności pantograf i nakładki ślizgowe wystawiane są na każdy składnik interoperacyjności, jak również certyfikat końcowy na cały podsystem „Energia” Do analizy niezbędne są dane całego systemu zasilania począwszy od GPZ przez uwzględniającego parametry podstacji trakcyjnych, sieci jezdnej i sieci powrotnej.
EN
The introduction to this article gives the definitions of general terms used in the European Union Directives and Decisions. Subsequently, those interoperability constituents and subsystems which can be assessed by the Electric Power Division of the Railway Institute. Those interoperability constituents are: overhead contact line, pantograph and contact strip. Issues relating to main circuit breaker assessment – which is also performed by the Division – are not a subject of this paper. Moreover, the paper describes the process of assessing the 17 basic parameters that are subject to analysis during the assessment of overhead contact line (OCL) interoperability constituents and the „Energy” subsystem. Due to the limited volume of this paper the pantograph and the contact strip interoperability constituents– which are a part of „Locomotives and passenger rolling stock” subsystem – have only been described briefly. Discussed changes in EU Commission Regulations 1301/2014 for „Energy” subsystem concerning the OCL description which changed from 01.01.2016 and changes in EU Commission Regulations 1302/2014 for „Locomotives and passenger rolling stock” subsystem, for the pantograph and contact strips.
Diagnostyka techniczna jest dynamicznie rozwijającą się dziedziną, której wykorzystanie w systemach tarnsportowych prowadzi do zmniejszenia kosztów, podniesienia niezawodności i bezpieczeństwa eksploatacji. W trakcji elektrycznej zasadnicze znaczenie - z punktu widzenia niezawodności eksploatacyjnej - ma układ prądu z sieci jezdnej przez poruszające się pojazdy. Świadomośc tego faktu doprowadziła do opracowania i wdrożenia urządzeń diagnostyki sieci jezdnej, przy wykorzystaniu współczesnych metod i technik pomiarowych. o jakości współpracy odbieraka prądu z siecia jezdna zasadniczo decydują nacisk odbieraka na sieć oraz stan powierzchni nakładek ślizgowych.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.