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《中等专业学校教材·接触网》由中国铁道出版社出版。
铁道电气化技术前沿探索：高速铁路接触网系统设计与优化 著者： 张宏伟，李明涛 出版社： 铁道工业出版社 装帧： 精装 页数： 780页 出版日期： 2023年10月 --- 内容简介： 本书系统深入地探讨了当代高速铁路接触网系统从基础理论到前沿工程实践的各个关键环节，旨在为电气化铁路工程师、设计人员以及高等院校相关专业的师生提供一部兼具理论深度与工程实用性的参考著作。全书内容紧密围绕“高速、可靠、高效”三大核心目标展开，全面覆盖了高速铁路接触网系统的电工力学分析、动力学特性、电磁兼容性、可靠性评估以及先进控制技术等多个维度。 第一部分：高速接触网基础理论与动力学分析 本部分着重于构建高速运行环境下接触网系统的理论基础。 第1章：接触网系统电气与力学特性综述 详细阐述了接触网系统的基本结构组成，包括承力索、导线、绝缘子串及支柱等关键部件的材料特性与力学模型。重点分析了在不同气候条件（如高温、低温、强风）下接触网的静态和动态张力分布规律，引入了先进的非线性有限元分析方法来模拟导线和承力索的应力松弛与蠕变效应。同时，深入探讨了接触网的电气特性，包括分布参数（电感、电容、电阻）的精确计算方法，以及在不同供电制式下接触网的阻抗特性分析。 第2章：弓网接触动力学理论 这是全书的核心理论部分。详细介绍了高速列车受电弓与导线间的动态接触力模型。涵盖了经典接触力模型（如欧拉-伯努利梁模型、柔性多体系统模型）的局限性，并引入了基于接触点状态识别的先进建模技术。着重分析了高速运行中弓网耦合振动的机理，包括导线振动模态识别、受电弓动态响应特性，以及速度、弓压、导线松紧度对弓网接触质量的影响。书中提供了详细的数值模拟案例，展示了如何通过调整系统参数来抑制高速下的跳弓和电弧现象。 第3章：接触网的动态稳定性与振动控制 深入研究了接触网系统在高速运行中可能出现的失稳现象，如导线扭曲、横向晃动失稳等。提出了基于多目标优化算法的系统阻尼设计方法，以有效吸收弓网接触过程中产生的瞬时冲击能量。探讨了主动与半主动减振技术在接触网系统中的应用潜力，包括利用电磁驱动装置对导线进行适时刚度调节的可能性。 第二部分：高速接触网的工程设计与优化 本部分将理论分析与实际工程应用紧密结合，聚焦于现代高速铁路接触网的先进设计理念和技术。 第4章：高速铁路接触网的结构选型与布局设计 详细对比分析了不同类型接触网（如简单悬挂式、加强型、双线共用型）在不同线路条件下的适用性。针对我国高速铁路的特点，重点剖析了新型接触网支柱设计（如矮塔、柱式结构）的受力特性和抗风稳定性。阐述了线岔、转弯等特殊结构点的设计原则，确保在复杂几何条件下的接触可靠性。 第5章：接触网的电磁兼容性（EMC）分析与防护 高速列车运行产生的强电磁干扰是接触网系统面临的重要挑战。本章详细阐述了接触网系统作为大型线性电磁结构，在强电流冲击下的电磁辐射特性和对外设备的干扰机制。介绍了基于电磁场数值仿真工具（如FDTD, FEM）的EMC设计流程，并提出了导线接地优化、屏蔽措施以及系统抗噪性增强的技术方案。 第6章：接触网状态监测与智能运维技术 介绍了当前接触网状态监测的主流技术，包括基于激光雷达（LiDAR）和高分辨率成像技术的弓网接触质量在线检测系统。重点讨论了基于大数据和人工智能的接触网健康状态评估模型。详细介绍了接触网几何参数（如垂度、水平度）的自动化测量与误差分析，以及如何利用监测数据指导接触网的预防性维护和调整作业，实现从被动维修到主动预测性维护的转变。 第三部分：供电系统与接触网的耦合分析 本部分聚焦于接触网与牵引供电系统之间的相互作用。 第7章：接触网的受流性能与闪络特性 深入分析了受电弓在不同速度下从导线获取电流的能力及其稳定性。详细研究了受电弓换流过程中产生的瞬态过电压和电流尖峰对接触网绝缘设备的影响。探讨了接触网闪络的临界条件、传播机理，以及如何通过优化导线材料和表面处理技术来提高其抗闪络性能。 第8章：牵引供电系统与接触网的相互作用 探讨了牵引变电所、馈线和接触网之间的电能传输效率和电压平衡问题。针对高速重载运行，分析了牵引供电系统中的谐波特性，以及接触网作为谐波传播路径所产生的放大效应。提出了采用有源滤波器和分布式无功补偿装置来优化接触网的电压分布，提升牵引供电系统的整体效率和质量。 结语： 本书不仅是接触网设计规范的深度解读，更是对未来高速铁路接触网技术发展趋势的深刻洞察。它强调理论与工程实践的结合，为读者提供了解决实际工程难题的系统性工具和思路。本书内容翔实，图表丰富，是电气化铁路领域专业人员不可或缺的工具书。
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