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摘要:我们国家的社会经济不断发展，随之而来的就是科学技术的进步，在这样的背景下，电气化的铁路接触网有关影响因素得到了很大程度上的进步，关于接触网的相关研究也在逐渐的增多，分析其具有的特点，进而在实际中，避免接触网出现问题，影响到电气化的高速铁路正常运行。实践中发现，电气化的高速铁路中提供电能的接触网，在工作运营时，会受到微风振动这种现象影响，所以就需要使用特定的计算方法，计算出微风振动时的振幅频率是怎样的。本篇文章就简要地谈谈电气化高速铁路接触网微风振动特性。
关键词：高速铁路；微风振动；接触网
电气化的高速铁路中提供电能的接触网，在工作运营时，会受到微风振动这种现象影响，并且这种微风振动的振幅还不是很大，可是如果这种现象经常并持续地发生在接触网中，就会影响到导线的使用寿命，还会对其他的配件安全性产生一些消极的影响，使得接触网输电的效率降低，影响到电气化高速铁路的运输效果。所以就需要使用特定的计算方法，计算出微风振动时的振幅频率是怎样的。建议使用一种科学形式微风振动方程，可以很有效地对接触网那种固有频率计算工作提供一些有价值的参考依据。接触网中微风振动有关研究工作的做好，可以很有效地保证电气化铁路接触网是安全的，对提升我们国家的铁路服务水平也有着重要的作用。
1、电气化的高速铁路中接触网微风振动相关的内容
实际使用电气化的高速铁路中，为其提供电能的接触网，接触网在正常的运行时，会受到速度不一样气流的影响，也就会影响到输电线提供电能的正常情况，存有一些安全隐患在其中。
1.1简述接触网微风振动
接触网微风振动又被叫做涡激振动，主要指的就是微风的负载作用下，出现了振动的现象，并且振动的振幅还会不断地发生变化。但是在振动的过程中，振幅产生的变化是比较小的，仅仅只会在风速进到一定的速度时，才能够引起输电线路频率发生变化，并且变化的范围在3到5赫兹之间，从而引起了振幅发生微小变化。
1.2微风振动带来的变化
站在宏观领域上观察微风的振动过程中发生的振幅变化有怎样的范围，比较有难度去获得一个有价值的数值。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但是，站在了微观领域中流体力学角度去观察，获得了一个很有价值的发现，输电线中导线的应力点在位置上出现了不一样的地方，有些变化存在。实际的例子就像：分洞实验中，接触网有着固有的频率，在15.264rad/s的情况下，接触线存在的振幅值大约是0.02m。但是出现微风的振动，就会受到微风振动影响，固有的频率有了一些变化。如果当固有角的频率是314.5rad/s的情况下，它存在振幅大约是0.28m。微风的振动继续增大，产生的作用也会继续加强，固有角的频率就会随之变化，变为523.6rad/s，它存在幅值大约是0.92m。所以，接触线当中的微风振动产生的幅值变化，通常的情况下不会超出1mm。但实际上，这种微小的变化还会给接触网正常运行带来一些潜在风险，就需要通过比较高超的技术手段对其开展预防工作。
1.3使用的公式
接触网中的微风振动，实质的原因是许多圆柱体的表面中有气流变化产生涡激振动。这种振动的现象，需要对其冲击的频率进行确定，主要使用的计算公式是：运用的是流体力学有关的方法，并确定其具体参数。V表示的是流速；D表示的是圆柱体直径；S表示的是发生冲击的次数。
2、接触网中风速变化在平稳状态下应用的振动方程
在接触网中出现微风振动，并且这种振动的风速走向平稳，想要对微风振动开展更好的研究工作，就应该在当前的这种平稳状态下确定出振动方程。确定出微风振动的方程中具体使用的参数，进而能分析出微风振动对接触网有着什么样的影响。
2.1振动方程能确定
振动方程能确定下来，运用的思想主要有以下几点：
第一点：将水平方向存在的影响因素忽略掉，主要开展研究中的对象是接触网在垂直方向上时，存在怎样振动变化；
第二点：不同方向的吊弦，不同质量分布的吊弦，产生的影响也是不同的，将接触导线的质量忽略，对弹簧质量的系统有怎样的具体位置进行明确；
第三点：横向振动产生怎样的影响也要忽略掉，简化一些支撑性的装置，把限位器产生的作用充分显示出来，接触网上承载附加物质量要明确计算出来；
第四点：使用微积分里面的微元思想，引用接触线的线路上一小段的线路，当做建立方程突破的地方。
2.2实现振动方程的过程
实现振动方程的过程，垂直方向上阻尼力进行确定，参考使用的基准是二维坐标系，能够计算出在单位的时间内，阻尼力大小是多少，主要使用的计算公式包括：这当中C代表着阻尼系数，f代表着阻尼力。在阻尼力是多少数值被确定出来后，依据时间t的变化，进而确定出与之对应的振动方程。
3、分析电气化高速铁路接触网固有频率
在对电气化的高速公路接触网中微风振动方程确定完成之后，也应该确定出其具有的固定性频率，这样才能为以后工作顺利开展奠定出坚实基础。运用微积分形式思想，在接触线当中确定出与之对应的位移，依据有关的微风振动特性，对其具有的波形变化规律进行总结性的工作，进而可以得出不同的频率变化，对应的不同振幅。但是微风振动过程具有一定的复杂性，所以，微风振动的方程区里，能固有频率计算有一些参考的作用。应该确定出有关的三角函数存在的变化规律，其中有关参数使用的计算方法是：在这个公式中，e表示的虚数的单位，w代表的是接触线在微风振动时上角频率变化，r代表了与之对应的振幅变化是多少。时间t是不断变化的，角频率w也会发生变化，振幅r同样会产生不同的变化，X（t）在不同时间点，同样也会存在不同的变化，从而能够在二维的坐标系中描绘出所有波形。
在这个计算公式中，涉及一些虚数单位，与之对应下二维的坐标系中存在的纵轴也是虚轴，同普通的平面坐标系是存在不同的地方的。不同状态下，微风振动幅值会在变化时有比较大的差异，这时，就应该确定出特定规律下，波形的变化对应接触网存在着什么样的运动的微分方程。
一共存在两种，一是：
二是：
在这样的公式中，时间变化，幅值也就随之变化，进而确定出不一样的状态，会有不同的接触网运动微分方程。这种微分的方程，其中存在的参数为动态变化形式，需要使用微元性思想来确定参数的具体变化。在这当中，角频率W变化幅度比较大，想要确保接触网微风振动方程是科学合理的，就要运用到矩阵数学表示方式，去确定出具体参数值。
矩阵方程科学合理地建立需要选用不同组别的参考数据，此种做法主要是想更加有效地对接触网的微风振动规律，有更好的掌握。在矩阵方程里面，一种逆矩阵参数也要有相应的计算，进而用不同的表达方式去确定接触网质量，还有确定出形式应刚度矩阵是什么样的。总的来说微风振动的振幅还不是很大，可是这种现象经常并持续地发生在接触网中，就会影响到导线的使用寿命，还会对其他的配件安全性产生一些消极的影响，使得接触网输电的效率降低，影响到电气化高速铁路的运输效果。所以就需要使用以上的计算方法，计算出微风振动时的振幅频率是怎样的，发现其中的规律。
结束语：
综上所述，分析接触网的微风振动有怎样特性，是需要通过一些特定的计算方法，去确定出有怎样的具体参数，进而寻找出微风振动同输电线路存在的某种关系，以到达能判断得出相关设备有着运行稳定性的目的，发现的规律是风速不同则频率不同，产生的振幅也会有很大差异的，当电气化高速铁路接触网的振幅值变化保持在一个特定范围内时，是不会产生明显的微风振动。
参考文献：
[1]刘志刚,宋洋,刘煜铖. 电气化高速铁路接触网微风振动特性[J]. 西南交通大学学报,2015,01:1-6.
[2]蒲有东. 电气化高速铁路接触网微风振动特性分析[J]. 信息化建设,2016,02:384.
[3]李荣帅,谢强,周锋,陈镕. 高速电气化铁路接触网自振特性及横向风振动力分析[J]. 铁道标准设计,2009,01:98-100+110.
论文作者:顿喜文
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/18
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