Моделирование процессов в скользящем контакте токоприемника и контактной подвески в условиях высокоскоростного движения

В статье рассмотрены процессы токосъема в системе электрической тяги переменного тока высокоскоростного движения. Представлены существующие устройства токоприемника и контактной подвески, взаимодействующие посредством скользящего электрического контакта. Приведено сравнение вариантов решений с различной горизонтальной геометрией контактного провода, влияющей на скорость поперечного смещения контактного провода у опор контактной сети относительно оси железнодорожного пути. Показано, что скорость, с которой точка контакта перемещается по вставке токоприемника, так же важна для оценки износа скользящего контакта, как и длина пролета опор контактной сети, кривизна пути и скорость поезда в пределах пролета. Для синтеза и анализа пары «вставка токоприемника - контактный провод» со скользящим контактом получена модель расчета контактирующей поверхности и рассмотрены энергетические процессы, приводящие к износу компонентов системы токосъема. Получены результаты моделирования взаимодействия токоприемника и контактной подвески при различных вариантах зигзагообразного расположения контактного провода. При внедрении технического решения на участках с высокоскоростным движением предпочтительным является предложенный в статье способ расположения контактного провода цепной подвески с периодом зигзага, увеличенным по сравнению с традиционным в два раза. Данное решение обеспечивает снижение скорости поперечного смещения и повышает динамическую устойчивость токоприемника, уменьшает циклическую нагрузку на опорные и поддерживающие конструкции контактной сети и увеличивает ресурс контактирующих элементов системы токосъема при высокоскоростном движении.