(优选)受电弓与接触网系统

受电弓与接触网相互作用综述吴积钦，李岚摘要：不同类型的受电弓和接触网组合会产生不同的相互作用性能。

这些性能主要体现在两者之间的几何相互作用、材料接口、弓网电接触及动态相互作用等方面，这些方面相互独立又相互依存。

几何相互作用是弓网系统的基本矛盾，当列车运行到一定速度时，弓网动态相互作用成为弓网系统的主要矛盾。

受电弓与接触网的相互作用性能是弓网系统方案设计及相关标准制订的依据。

关键词：受电弓；接触网；相互作用受电弓与接触网的相互作用（俗称弓网关系），不同类型的受电弓—接触网组合会产生不同的相互作用性能。

这些性能主要体现在两者之间的几何相互作用、材料接口、弓网电接触及动态相互作用等方面。

1几何相互作用接触线是受电弓的滑道，接触线不离开受电弓弓头的工作范围才能使受电弓沿接触网顺利滑行。

接触线在线路上方的几何特征值须与受电弓的几何特征相适应。

1.1受电弓的几何特征受电弓的几何外型越小，对线路的结构限界要求就越低，但接触网的跨距就越小；几何外型越大，接触网可以采用的跨距就越大，但对线路的结构限界要求高。

各国铁路部门根据各自情况确定受电弓的弓头几何外型。

中国铁路受电弓弓头的几何外型遵循UIC608附4a规定，弓头总长度为1950mm。

受电弓的工作范围等于其上部工作位置与下部工作位置之差，通常为2000mm左右。

1.2架空接触网的几何特征接触线在线路上方的几何特征值可用横向与垂向2个方向的参数表征。

垂向特征值主要有接触线高度、接触线坡度、接触线在定位点处的抬升等；横向特征值主要有接触线拉出值、侧风作用下的横向偏移值等。

垂向参数应保证受电弓在工作范围内的正常运行；相对于轨道平面垂直中心线的横方参数应确保任何情况下有一支接触线在弓头工作范围内。

弓网接触压力的测量已经表明，接触线空间位置的不连续性会引起接触压力瞬间的较大变化。

2弓网材料接口接触线和滑板的磨耗以及弓网接触点的允许电流很大程度上依赖于两部件的材料组合。

2.1滑板滑板应满足弓网系统的机械及电气要求，通常要求滑板接触电阻小、熔点高、导热性良好、质量小、机械强度高、弹性好、与铜或铜合金接触线之间的摩擦系数小、便于实现轻量化和标准化等。

受电弓与接触网系统电接触特性研究1引言电气化铁路的牵引供电系统中，接触网是电气化铁道的主要供电设备，电力机车通过接触网取得电能。

弓网关系对整个电气化铁路系统的正常运营起着非常重要的作用，保证受电弓与接触网导线的良好接触是弓网关系中亟需解决的关键问题[1]。

近年来，弓网系统不良电接触引起的材料烧损及接触线断线事故占弓网事故的比例呈逐年上升之势，专家学者对弓网系统的火花与燃弧现象存在不同见解。

随着旅客列车高速化及货物列车重载化的实施，有必要依据电接触理论，对弓网系统电接触特性进行研究，对弓网系统运行中出现的一些现象做出合理解释，为解决这些问题提供理论依据[2]。

2弓网系统电接触的特征在弓网的运输系统中，电接触主要指滑板与接触线相互接触并通过接触界面实现电流传输的一种物理、化学现象[3]。

电接触形式包括点接触、线接触和面接触，如图2-1所示。

弓网系统相对静止不动时，受电弓与接触网接触区域表现为滑板平面与接触线圆弧面之间的线接触。

无论接触部分如何加工、打磨及运行过程中的相互磨损，在微观上总是凸凹不平的，如图2-2所示。

即使有很大的接触压力使滑板与接触线相互压紧，也只有少数的点(或小面)实际发生了真正的接触，这些实际接触的点(或小面)承受着全部的弓网接触压力。

由于接触线和滑板表面一般都覆盖着一层导电不良的氧化膜或其它种类的杂质，因而在实际接触点(或小面)内，只有少部分膜被压破的地方才能形成电的直接接触，电流实际上只能从这些更小的接触点中通过，如图2-3所示。

把实际发生机械接触的点(或小面)称为接触斑点，接触斑点中那些形成金属或准金属接触的更小面(实际传导电流的面)称为导电斑点。

（a ）点接触 （b ）线接触 （c ）面接触图2-1电接触形式图图2-2 滑板与接触线接触斑点 图2-3 电流收缩现象图 3 弓网系统静态接触电阻电气列车所需的电流通过导电斑点从接触网流向受电弓，电流线在导电斑点附近发生收缩，使电流流过的路径增长，有效导电面积减小，会出现局部附加电阻，称为收缩电阻。

受电弓与接触网接触是电动列车获得电能的一种方式。

良好的弓网关系是保证电气化列车安全、可靠运行的关键技术之一。

●DSA150——160km/h●DSA200——200km/h●DSA250——230km/h●DSA350SEK——280km/h●DSA350G——220km/h●DSA380D——330km/h●DSA380F——330km/h底架采用不锈钢焊接结构，下臂采用铸铝结构，上导杆采用碳纤维材料，弓头采用高强度的钛合金材料，上臂采用重量较轻的铝型材。

设计速度300 km/h落弓位伸展长度约2640 mm最大升弓高度（包括绝缘子）3000 mm落弓位高度（包括绝缘子）588 mm弓头长度1950 mm额定电压25 kV额定电流1000 A接触压力70 – 120 N（可调）驱动类型气囊驱动机构升弓时间≤5.4 秒（可调）降弓时间≤4 秒（可调）整弓质量约109kgDSA150型受电弓，设计速度160 Km/h。

具有DSA200型受电弓的所有特点，与DSA200型受电弓比较，DSA150上臂采用铝型材焊接结构。

DSA150型受电弓的参数：设计速度160 km/h落弓位伸展长度约2600 mm最大升弓高度（包括绝缘子）3000 mm落弓位高度（包括绝缘子）588 mm弓头长度1950 mm额定电压25 kV额定电流1000 A接触压力70 – 120 N（可调）驱动类型气囊驱动机构升弓时间≤5.4 秒（可调）降弓时间≤4 秒（可调）整弓质量约125kg底架、下臂采用钢焊接结构，下导杆采用不锈钢材料，上导杆、上臂和弓头都采用重量较轻的铝合金。

设计速度200 km/h落弓位伸展长度约2600 mm最大升弓高度（包括绝缘子）3000 mm落弓位高度（包括绝缘子）588 mm弓头长度1950 mm额定电压25 kV额定电流1000 A接触压力70 – 120 N（可调）驱动类型气囊驱动机构升弓时间≤5.4 秒（可调）降弓时间≤4 秒（可调）整弓质量约125kg与DSA200型受电弓比较，其下臂采用铝型材焊接结构型式，可以选装弓头翼片以调整动态接触压力。

接触网与受电弓简述1 概述触摸网与受电弓是一个全体，研讨触摸网不能抛开受电弓；研讨受电弓不能抛开触摸网。

为确保触摸线与受电弓间的相互效果不呈现毛病、受电弓滑板与触摸线匹配、降低弓线间的磨损，触摸线的安置有必要横向偏移于线路中心线。

为使触摸线和受电弓滑板磨损降到最低程度，应对触摸线和受电弓滑板提出需求，这些需求应在规划受电弓和触摸网时予以考虑。

受电弓的效果是将电能传输到电动牵引设备上。

关于辅佐设备、日子设备的固定用电与牵引地铁列车运转的移动用电两方面来说，电力传输都应安全可靠。

受电弓包含主架、臂、弓头和传动设备。

受电弓和触摸网相互效果的根本需求是：因为受电弓在运转中有关于触摸网作横向运动，而受电弓弓头有必要老是超出触摸线最不利的方位，只要在运转中触摸线不脱离受电弓弓头的作业规模才能使体系顺利运转。

在正常运转时，触摸线在滑板上的滑行是最重要的。

受电弓有上、下两个作业方位，这两个方位之间的规模便是作业规模。

1.1 触摸网的需求触摸网设备有必要能可靠地将电流传输给牵引车辆，机械规划标准必定要格外适合于运转速度。

触摸线是触摸网的重要成份。

1.1.1 触摸线受电弓沿其行走的预张力线称为触摸线，刚性触摸网的触摸线因为汇流排的效果，简直无张力。

触摸线起到触摸滑道的效果，它确保将电能不间断地传输到车辆受电弓上。

为了使受电弓滑板的磨损均匀，触摸线与受电弓中心线构成交角，以之字形或S字形安置。

因为铜或铜合金有较高的导电性、硬度及其接受温度改变和抗腐蚀的才能，硬拉电解铜和铜合金已成为全球运用的导线资料。

暴露在空气中的铜的外表构成一层硬的、能导电且不会阻挠电流活动的氧化层。

这即是为何铜比具有较差导电氧化层的铝来说更适合作为滑动触摸资料的缘由。

银（0.1%）或镁（0.5%）的合金添加剂用来进一步改善铜线的机械和热功能，从而运用较高张力的铜线。

触摸线是被滑过的受电弓磨损的。

此外，用于受电弓和触摸线触摸的资料的组合也对这些部件的磨损率有影响。

受电弓工作原理
受电弓是电力机车和电动车辆等电气化交通工具中常用的接触网供电系统。

其工作原理如下：
1. 受电弓的基本原理是通过受电弓与接触网之间的接触，将接触网上的电能传递给电动车辆，以供其驱动电动机运行。

2. 受电弓通常由一个弓形的金属构架和一个绝缘材料做成。

弓形金属构架可以沿着车辆运行方向调整高度，以适应不同高度的接触网。

3. 当电动车辆行驶时，受电弓与接触网接触，形成电路闭合。

电流经过受电弓进入车辆，供电给车辆上的电动机。

4. 接触网上的电能是由供电系统提供的，通常是通过变电站将高压电能转换为接触网上的直流电。

5. 为了保证接触的稳定性和安全性，受电弓和接触网之间需要保持一定的接触压力。

这通常通过弹簧机构来实现，使受电弓能够自动对接触网进行上下运动调整。

总的来说，受电弓工作原理是通过受电弓与接触网之间的接触，将接触网上的电能传递给电动车辆，实现供电供能的功能。

电气化铁道受电弓-接触网系统受流特性研究的开题报告一、选题背景受电弓是电气化铁道中的重要设备，其作用是将电能从接触网输送到铁路车辆上。

受电弓的工作性能不仅需要满足高速列车时的稳定性和可靠性，还需要考虑铁路电气化系统能量效率和节能减排。

因此，对受电弓-接触网系统的受流特性研究具有重要的理论和实践意义。

二、研究内容本次研究将主要探索以下几个方面：1. 电气化铁道受电弓与接触网的工作原理及组成构造。

包括受电弓与接触网的电气特性、结构、作用机理等方面的介绍。

2. 受电弓-接触网系统的受流特性分析。

根据电路理论及硬件搭建，建立电气仿真模型，并通过仿真分析受电弓-接触网系统的受流特性，了解系统的性能和稳定性。

3. 受电弓-接触网系统的优化设计。

针对受电弓-接触网系统在高速列车运行时可能出现的自激振荡、跳闸等问题，探究受电弓-接触网系统的优化设计方法和策略。

4. 实验研究及数据分析。

通过实验验证受电弓-接触网系统的仿真模型的准确性，并分析实验数据，为受电弓-接触网系统的工作性能提供数据支持。

三、研究意义本次研究的意义体现在以下几个方面：1. 对受电弓-接触网系统的受流特性进行深入探究，为电气化铁道的稳定性和可靠性提供重要支持。

2. 探索受电弓-接触网系统的优化设计方法和策略，在高速列车运行时提高电气系统的工作效率和能量利用效率。

3. 构建受电弓-接触网系统的电气仿真模型，为后续研究提供理论支持和数据支持。

四、研究方法本次研究将采用理论分析、仿真模拟、实验研究等多种方法，通过建立电气仿真模型，分析受电弓-接触网系统的电气特性及受流特性，并通过实验验证仿真模型准确性。

五、预期结果本次研究预计将获得以下几个方面的结果：1. 得到受电弓-接触网系统在高速列车运行时的受流特性、稳定性和可靠性等方面的数据和实验结果。

2. 探究受电弓-接触网系统的优化设计方法和策略，并提供优化方案。

3. 提出受电弓-接触网系统的电气仿真模型，并验证其准确性。