CRH2型動車組持續250 km/h運行電氣性能分析

高立

摘 要 CRH2動車組采用了兩項新技術，一是低噪音受電弓，另一個是數字式控制系統。交流傳動、動力分散的動車組，它的主要特點是先進、經濟、可靠、經濟且適用。本文要研究的對象就是CRH2動車組持續250 km/h運行電氣的性能，它的安全性，穩定性，可靠性與其牽引系統、高壓系統的結構部件密切相關。為了驗證CRH2動車組的高速度，高安全，高環保的獨特優勢，現針對它的運行電氣性能進行詳細分析。

關鍵詞 CRH2動車組；性能分析；系統研究

中圖分類號：U266 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）04-0040-01

隨著社會經濟的飛速發展，人們步入了快節奏的生活，交通工具作為當前主要的出行工具，在社會中有著舉足輕重的作用，其逐漸成為了必不可少的東西，人們對交通工具的要求越來越高。CRH2型動車組應時而生，它滿足了我國高速運營的要求。也滿足了人們生活的需要。現以CRH380A的實驗數據為依據對原來的200 km/h的動車組以250 km/h運行狀態下，它的牽引系統及高壓系統，部件能力，強度及性能等等，進行系統的、全面的技術分析，從而評估它的各項性能。為了確保動車組的運行安全性、可靠性，下面對它的持續250 km/h運行電氣性能進行分析。

1 技術指標

1）速度指標。據統計，CRH2動車組持續運行的運營速度為200 km/h，最高的運營速度可達250 km/h，實驗后表明，其速度高達275 km/h。可見，動車組高速度的特點和優勢。符合了人們的需求。

2）擴展編組。基本型的動車采用八輛的編組，而現在，有望擴展為16編組，可見，擴展速度之快。

3）加快速度。在每小時40千米內，平均加速度大于0.40 m/s2；在每小時120千米內，平均加速度大于0.32 m/s2；在每小時250千米時，剩余的加速度大于0.05 m/s2。

2 高壓系統及部件性能

2.1 高壓系統部件結構的強度分析

原有的200 km/h-250 km/h的動車組持續運行時的速度是250 km/h，由于動車組速度有很大的提高，在動車的頂部的部件受到強大的氣流沖擊，所以為了保證動車能安全的運行，就要對動車頂部的部件結構和強度進行詳細具體的測定和分析。

2.2 受電弓的強度

受電弓的作用很大，由于接觸網和受電弓共同作用的特點，雷雨天氣下，雷電很容易通過受電弓傳入車體將人擊中造成危險，而車頂部的高壓設備首先就受到影響，因此在受電弓和主變壓器之間，可以設計安裝了兩個避雷器，利用其特性將雷電引至大地，將危險排除，高壓系統設備也受到了保護，因此受電弓的選型影響充分考慮到防雷的需要。受電弓的材料選擇很關鍵，CRH2型動車組中受電弓中不銹鋼含量0C r18N i9、鋁合金含量6082、結構鋼所占比例為Q345。

對受電弓加載以后進行分析：

1）下臂最大的應力是68 N/mm2，所用的材料是鋁合金6082，它的屈服強度為200 N/mm2，所對應的屈服強度的安全系數是2.94。

2）上臂最大應力是138 N/mm2，所用的材料是鋁合金5083，抗拉的強度為270 N/mm2，對應的安全系數達1.96。

3）底架最大的應力是116 N/mm2，所用的結構是鋼Q345，它的屈服強度是345 N/mm2，其疲勞強度是24 N/mm2，它所對應的屈服強度安全系數可達3.1，與它對應的疲勞強度安全系數達2.1。

在相同的材料參數下，250 km/h動車運行的載荷情況，受電弓應力值合格，受電弓主要部件的強度審核能夠通過。

2.3 其他車的高壓設備的強度

對于其他車的車頂的高壓設備，動車組使用的是高壓隔離開關和高壓互感。運營經過長期的考核發現，直至今日它的結構強度都不曾出現過故障，因此它能夠滿足250 km/h運行速度的需要。

3 牽引能力

CRH2動車組為短編組，8輛5動3拖，出現牽引和制動障礙時可以隔離，或切除發生障礙的部位，排除運行安全，在車輛行駛中，不排除操作失誤而引起的不安全因素，這是列車的控制系統發揮的牽引功能。250 km/h動車組牽引系統的性能特點，以原來200 km/h-250 km/h速度級的動車組牽引部件作基礎，進行牽引能力計算。

3.1 牽引變壓器

在列車以時速250千米行進時，它的牽引變壓器的容量小于額定容量，這是完全合乎要求的。在牽引變壓器發揮它額定的容量時，變壓器內的油溫上升。對于250 km/h的速度，變壓器室完全能夠滿足的。

3.2 牽引變流器

牽引變流器在經過了長時間的實踐后，表明，它的性能是可靠的。能夠滿足250 km/h的運營速度要求。

3.3 牽引電機

牽引電機對于時速200-250千米的速度級動車組其轉動比是3.036，牽引電機對于時速250千米的運營速度，軸承轉動速度是5165 r/min，低于牽引電機的轉速6120 r/min的要求。在它的速度提高到250 km/h以后，功率一般不變。還是原來的300 kW。升溫值小于200，可見，200 km/h-250 km/h的動車組牽引性能滿足運營要求。

4 能量損耗

讓CRH2型動車組分別以200 km/h和250 km/h的速度持續行駛100千米，兩種速度運營的人均損耗僅僅相差0.5 kW·h。綜上所述，CRH2型動車組在250 km/h高速度持續的運行中，高壓系統和牽引系統及各部件結構、性能、強度均已滿足運營的需要。

5 總結

一直以來，人們對于交通工具的選擇比較謹慎，動車組在我國投入使用，已經有很長時間了，人們所顧忌的問題無非是它的安全性，并希望更加安全和環保。經過本文簡要的分析，可以讓人們了解到動車組更多的知識，對它的安全性能也有了更深的了解，使人們對動車組的信心倍增，使更多的人逐漸確信動車組的安全性，更使得動車組最終成為人們交通出行的最優選擇。

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