高速受电弓与接触网受流安全的可靠性分析

高速铁路接触网安全性和可靠性探析【摘要】随着交通运输行业的快速发展，其行业竞争也更加激烈，保障铁路运输速度和平稳性，满意人们日益多层次的出行需求，提高铁路运输综合竞争力，成为了相关部门和企业注意研究的方向。

接触网作为高速铁路重要组成部分，直接关系着火车正常运行，本文以高速铁路接触网概念为基础，重点分析提高其平安性和牢靠性详细措施。

【关键词】高速铁路；接触网；平安性；牢靠性；平安装置高铁的出现极大程度上转变了人们出行方式，它不仅平安舒适且速度较快，能为人们节约许多时间。

其中，接触网作为高铁牵引供电系统核心部位，它的平安性和牢靠性影响着铁路整体运输，但接触网安装位置一般在露天环境，且没有备用装置，因此，必需保障接触网能稳定输送电源，尽量避免故障，为高铁在线路中运行供应良好基础。

一．概述高速铁路接触网高速铁路接触网为高铁列车运行供应必要的电能输送，主要包含四个基础部分：定位设备、支持设备、支柱和基础、接触悬挂[1]，一般架设在铁路沿线上空。

假如接触网停电，或者接触网与高铁列车电弓接触不良，将会给列车整体供电带来较大不良影响。

与一般铁路装置相比，高速铁路接触网存在肯定特别性，表现在制作工艺、整体结构和结社技术等方面。

从制作工艺角度分析，高铁铁路接触网采纳锚段关节，增加了接触网整体强度和抗腐蚀性；从整体结构角度分析，目前运用得较广泛的是轻型结构，主要材质是铝合金，具备硬点少、产生火花少等优点[2]，能较好地提高高铁运行平安性；从结社技术角度分析，接触网增加了线路悬挂点，并且要求整体吊弦一次安装到位，确保高铁稳定运行并降低养护难度。

二．加强高速铁路接触网牢靠性和平安性详细措施无论在何种气候条件或地质条件下，都要求接触网能够稳定、持续的为列车供应电能，保障列车顺当运行。

提高高速铁路接触网牢靠性和平安性，必需引起政府相关部门和施工单位的重视，并结合高速铁路沿线实际状况，实行针对性解决措施，主要可以从接触网零部件、防雷措施等方面进行：（一）加大巡查力度，避免接触网零部件松动高铁具有平安性高、价格较飞机廉价、速度快等方面的优点，成为了人们出行的首选交通工具，这在很大程度上加大了高速铁路的运输压力，增加了对接触网的使用频率，再加上接触网一般安装在露天环境，很简单引发接触网零部件螺丝松动，造成弓网故障，使得列车不能正常运行。

受电弓——接触网系统电接触特性研究作者：肖晓斌来源：《环球市场》2017年第09期摘要：近年来，弓网系统接触不良导致的接触线断线及材料烧损事故占弓网事故的比例逐年递增，对弓网系统的燃弧与火花现象，专家学者存在不同见解。

随着货物列车重载化及旅客列车高速化的实施，一定要根据电接触理论，进行研究弓网系统电接触特性，对弓网系统运行中合理解释出现的一些现象和事故，提供理论依据来更好的解决这些问题。

弓网系统电弧虽然会产生电磁干扰周围环境，但却能确保电动列车正常取流的连续性。

关键词：弓网系统；接触特性；要点通常在电气列车车顶安装受电弓，电气列车通过接触线与受电弓滑板接触取得电能。

以下所称的弓网系统即是由接触网与受电弓构成的系统，弓网系统是电气列车的受流方式之一，是移动能量消耗设备和固定设备即车辆之间联系的纽带。

在构成电气回路的同时，弓网系统是运行中一定要保持存在接触压力的机械装置。

世界上高速铁路具有代表性的，均是采用弓网系统受流。

由普通速度提高到高速运行时，电气列车的接触网与受电弓的相互作用就会发挥非常重要的作用，这是因为限制列车实现最高速度的重要因素就是电能传输。

1 弓网系统电接触特点相对静止不动时，弓网系统的接触网与受电弓接触区域表现为接触线圆弧面与滑板平面之间的线接触。

无论如何加工、打磨接触部分及运行过程中的相互磨损，从微观上来看总是凸凹不平的，即使有很大的接触压力相互压紧滑板与接触线，实际发生真正接触的也只有少数的点或小面，全部的弓网接触压力实际上就是由这些接触的点或小面提供的。

由于滑板表面和接触线一般都覆盖着一层其它种类的杂质特别是导电不良的氧化膜，因而在实际小面或接触点内，只有少部分的氧化膜被摩擦或者挤压才可以形成电的直接接触，实际上电流只能从这些更小的接触点传输，把实际发生机械接触的点或小面称为接触斑点，接触斑点中那些金属或准金属接触形成的更小面实际传导电流的面称为导电斑点。

2 弓网系统的接触电阻在导电斑点附近由接触线流向滑板的电流发生收缩，使电流流过的有效导电面积减小，路径增加，因而就会存在局部的附加电阻，称为“收缩电阻”。

弓网关系及受流质量评价接触网应保证机车在一定的速度目标值下运行，受电弓能可靠的受流，并且使接触线的磨耗保持在允许的范围内。

接触网-受电弓系统在动态受流过程中构成一个振动系统，受电弓是运动物体，其振动涉及接触网的结构及参数的配置、受电弓的结构及其空气动力特性，受电弓的振动直接影响受电弓与接触网的动态接触压力，接触网振动波的传播又受到接触网本身结构，如定位点、线夹等的反射，使弓网关系变得非常复杂。

在受电弓运动过程中，当接触线和受电弓的振动位移不协调一致时，就造成接触线和受电弓脱离接触，形成离线。

由于离线时通常伴随产生火花和电弧，形成电磨耗。

受流质量评价就是为了通过合理确定接触网参数，使接触网和受电弓在各种运动状态下保持良好的动态特性。

受流质量的评价指标分为静态和动态评价标准。

静态标准包括静态弹性、静态弹性不均匀系数、静态抬升量，要求静态弹性不均匀系数越小越好。

动态评价标准包括动态接触压力、接触线抬升量和定位点抬升量、波动传播速度和无量纲系数、离线率及最大离线时间、受电弓位移量等，其中动态接触压力（包括最小动态接触力、最大动态接触力、接触压力不均匀系数、标准偏差、平均接触力）是评价弓网动态特性最重要的指标。

一般的评价标准是：1．接触压力不均匀系数越小，受流质量越好；2．接触压力标准偏差越小，运行质量越好；3．最小接触压力不小于40N；4．无量纲系数小于0.7；5．离线率不大于5%，最大离线时间不大于200ms。

（一） 对于柔性悬挂，通过计算机模拟计算，可总结出各接触网参数对弓网关系的影响：1．接触线张力对弓网特性具有决定性的影响，适当加大接触线张力，可以提高接触网波动传播速度，改善弓网动态特性。

2．承力索张力对弓网关系有一定的影响。

承力索张力的大小影响到反射系数，为了获得较小的反射系数，承力索张力在满足接触悬挂结构要求的前提下，不宜过大。

3．接触网跨距和吊弦间距对弓网关系有影响。

当速度由常速提高到快速，受电弓的垂直振动加剧，接触线的抬升量加大，为了获得良好的受流质量，从世界各国的实践经验及计算机模拟的结果看，适当加大接触线张力对弓网特性具有决定性的影响。

高速铁路接触网提升受流质量研究摘要：高速铁路列车运行离不开电能，高速列车接受电能最重要的设备，就是受电弓。

受电弓和接触网间流通负荷电流的流畅程度，代表着受电弓的受流质量。

受电弓的受流质量取决于受电弓和接触网之间的相互作用。

与接触网悬挂的弹性、弓网间的接触压力、受电弓的质量和最大振幅、离线率及持续时间、接触线的平均抬升量及最大抬升量、接触线磨耗比与导线寿命、接触线坡有关。

本文结合我国在高速铁路运营实践的经验，简要分析改进高速铁路接触网设计、施工、运营维护等方面工作，对于提升高速弓网受流质量的影响。

关键词：高速铁路；接触网；受流质量；提升引言：高速铁路是当今世界铁路发展的趋势，随着经济技术的发展和交通运输的激烈竞争，高速铁路以其独特的优点被我们国家作为大力研究和重点发展的目标。

作为高速铁路牵引供电系统的主体---接触网设备，同时也作为铁路电气化工程的主构架，其质量的优劣直接决定着电力机车受电弓的受流质量，最终影响列车的运行速度与安全。

因此，加大国内高速铁路接触网技术的研究和实施力度，对满足我国高速铁路建设的需要，适应高速铁路建设市场竞争，具有十分积极的意义。

一、影响高速列车受流质量因素接触网担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。

由于接触网是露天设置，没有备用，线路上的负荷又是随着电力机车的运行而沿接触线移动和变化的。

因此接触网设备质量和设备状态，将直接影响高速列车运行的情况。

接触网是露天设备，大气温度、湿度、冰雪、大风、大雾、污染、雷电等各类气候因素对接触网的影响十分明显。

接触网的线索弛度、线索张力、悬挂弹性、零部件的机械松紧度及空间位置、设备的绝缘强度、线索的载流能力、弓网间的磨耗关系等都会随气象条件的变化而变化。

接触网的运营维护工作和接触网设计计算工作中绝大多数内容是与气象条件相关。

接触网的设计、施工、运营都须充分考虑与周围电力输电线的距离；与轨道信号电路及附近通信线路的干扰；与受电弓及其他建筑物的限界等几方面因素。

职称接触网论文3000字目前我国进入了高速铁路发展的黄金时期,其中高速铁路受电弓—接触网系统受流性能的稳定性和安全性十分重要,受电弓一接触网系统的受流性能成为高速列车运行的关键技术之一,受流性能的优劣成为列车速度提高的主要制约因素之一.接触线与受电弓之间的相互作用决定了供电可靠性以及供电质量,高速时受电弓-接触网系统中参数变化会引起接触线与受电弓之间动态性能的剧烈变化,弓网的剧烈振动使得弓网分离产生电弧,也可能引起电能传输中断.如果弓网之间接触压力降低到零,会造成离线和火花,如果接触压力太高,会使得接触线抬升量超过范围,引起弓网磨耗损失和断线等事故.因此,本文旨在对高速运行时接触网—受电弓系统动态受流性能进行计算和仿真分析,为不同类型的接触网-受电弓系统参数选择提供设计参考,以期选择匹配的弓网参数达到良好受流性能,从而降低弓网系统剧烈振动引起的损害.在接触网和动车组既定情况下,改善受流性能目标就集中到高速受电弓上,在受电弓设计参数优化受到限制时就需对受电弓进行主动控制,改善受电弓对接触线的跟随性能,使得弓网接触压力保持在合理范围之内,减小接触线与碳滑板磨耗,延长使用寿命.本文研究依托铁道部重点资助项目：动车组、大功率交流传动机车关键部件引进消化吸收创新及国产化—引进动车组、大功率交流传动机车受电弓设计规范与试验标准的研究(合同号：2006J023-D).本文根据接触网—受电弓系统结构组成,建立了整体受电弓线性、非线性模型,无限长弦—质量块双弓动态受流性能计算模型,非线性有限元弓网相互作用仿真模型,导流板和受电弓空气动力学模型在内的研究高速弓网关系的系统模型,分析了模型适用范围及可以解决的主要问题.论文中分别提出了高速受电弓—接触网系统参数计算方法,考虑接触线波动传播情况下双弓动态受流的计算方法,考虑非线性摩擦和接触情况下弓网相互作用仿真方法和考虑空气动力学性能的高速受电弓计算和仿真方法,建立了高速受电弓—接触网系统计算和仿真平台.本文主要研究内容有：(1)高速受电弓—接触网系统参数计算.通过对接触线和高速受电弓固有频率和振型进行计算分析,计算结果可为高速受电弓、接触网试验测试提供计算参考.利用受电弓非线性模型可根据框架几何关系对受电弓的静态性能进行计算,为受电弓静态试验提供计算参考,(2)双弓动态受流性能计算.采用谐波分析法,计算接触线弛度、悬挂刚度,波动分量,机车车辆振动对接触线垂向位移的影响,对动车双弓运行时双弓最佳距离进行了分析,(3)建立了高速弓网系统的非线性有限元模型,对其相互作用进行了仿真计算.对两种典型的高速接触网悬挂—简单链型悬挂和弹性链型悬挂与受电弓的受流性能进行了对比仿真分析,评价了其受流性能.考察了接触线张力,承力索张力,弓头刚度和框架刚度及受电弓等效质量等参数对弓网受流性能的影响,可对高速弓网系统进行参数优化.采用京津试验数据及西门子仿真数据与有限元仿真方法进行对比分析,验证了模型和仿真方法的正确性,(4)应用流体力学理论建立了高速运行条件下受电弓的空气动力学模型,通过分析高速气流作用在受电弓部件及整体的阻力和抬升力,更加准确地分析高速气流对弓网受流性能的影响,高速受电弓导流板应用平板气动力学方法进行计算,对解析计算与计算流体力学仿真的结果进行相互对比.(5)高速受电弓主动控制的研究.计算得到导流板不同角度附加的气动抬升力变化规律及通过改变气缸中压强来改变作用于受电弓推杆上的推力,对受电弓采用基于导流板和气缸的主动控制,导流板控制为模糊Bang-Bang控制,气缸采用Bang-Bang控制,并提出了受电弓双环主动控制策略,利用Marc进行仿真考察了控制方法对弓网系统控制的有效性.论文中的计算结果和分析结论为实际高速铁路受电弓—接触网系统参数设计提供了参考,根据文中建立的模型及对应的求解方法,可对不同受电弓-接触网系统进行分析,并采取相应的主动控制措施改进弓网相互作用.。

摘要我国高铁建设虽进步较晚，但近年来，高铁迅猛发展，不仅形成了国内“四横四纵”的高速铁路网格局，还远销国外，在世界高铁建设的大家庭中充当重要的角色。

我国的高铁建设团队以其高效的建设速度、出众的建设质量、低廉的建设成本、稳定可靠的线路运输世界闻名。

高铁是高速运输铁路的统称，他有着高效的运输能力，快速便捷的特点，方便国民的交通出行，也为国家的经济建设起到促进的作用。

随着高铁需求的日益增加，高速铁路的建设也在快速的进行，伴随而来的安全问题也接踵而来。

弓网系统作为高铁动力的唯一来源，为了避免故障的发生，防患于未然，对于弓网实时监测系统的建立和改进措施的研究也十分重要。

本文通过阅读相关的文献资料，对我国的高铁受电弓和接触网建立动力学模型，通过采用ANSYS软件进行仿真计算，对受电弓的结构、受力、噪声、材料等多方面进行研究分析。

并以仿真结果为原型，对受电弓进行改进措施的论证，实现一套比较完整的检测系统框架及解决办法对比分析，最终达到提高高铁受电弓的安全性和可靠性，为高铁出行安全提供理论保证和改进措施分析。

关键词：受电弓；故障检测；改进措施目录第1章绪论 (3)1.1 课题研究的目的和意义 (3)1.2 本课题国内外研究现状和发展趋势 (4)1.2.1国内外研究现状 (4)1.2.2未来的发展趋势 (6)1.3 课题研究的主要工作 (7)1.4 本章小结 (7)第2章受电弓接触网的主要结构及主要技术参数分析 (8)2.1 接触网的结构分类简介 (8)2.1.1 直接提供 (8)2.1.2 直供、回流提供 (9)2.1.3 BT供电 (9)2.1.4 AT供电 (10)2.2 受电弓结构和使用简介 (10)2.2.1 双臂式 (11)2.2.2 字母式 (11)2.2.3 T形 (11)2.2.4 单臂式 (12)2.2.5 运行示意图 (12)2.2.6 升降弓原理 (13)2.2.7 单臂受电弓部件描述 (13)2.3 弓网的动力学参数 (16)2.3.1 接触网动力学参数 (16)2.3.2 单臂式受电弓的结构参数介绍 (19)2.4本章小结 (20)第3章受电弓的故障检测分析 (20)3.1受电弓故障案例分析 (20)3.1.1 降弓故障分析 (20)3.1.2 受电弓框架裂纹故障分析 (21)3.1.3 受电弓电磁阀烧损分析 (21)3.1.4受电弓系统常见故障分析 (21)3.2受电弓故障检测系统分析 (22)3.2.1 特征需求 (22)3.2.2 用途分析 (23)3.2.3 功能分析 (23)3.3本章小结 (23)第4章改进措施仿真分析 (24)4.1 ANSYS软件的简介 (24)4.2软件的使用步骤 (24)4.3 仿真结果展示 (25)4.3.1 受电弓弓头框架杆件建模仿真分析 (25)4.3.2 接触网的静态力仿真分析 (30)4.3.3 弓网系统的仿真静态力分析 (32)4.4 仿真结果的分析 (34)4.4.1 当受到相同力的作用下（350N） (34)4.4.2 不同压力接触网静态力分析（200N或30N） (34)4.4.3 不同材料的弓网模型静态力分析 (34)4.5 本章总结 (34)第5章对受电弓故障的分析及改进措施的研究总结 (35)5.1 故障分析及改进措施分析总结 (35)5.1.1 升弓故障或者异常降弓 (35)5.1.2 升弓放电或降弓拉弧 (36)5.1.3 弓头滑块磨损严重 (36)5.1.4 行驶途中受电弓破损或有异物进入 (37)5.1.5 受电弓正常工作但是显示异常 (37)5.1.6 弓头滑块偏磨 (38)5.1.7 受电弓组件损坏 (38)5.1.8 受电弓无法完成升弓操作 (39)5.1.9 气动装置故障 (40)5.2 本章小结 (41)参考文献 (41)第1章绪论1.1 课题研究的目的和意义铁路，是一个国家的运输大动脉，他因载荷大、时速快、可靠、便宜、方便、可全天候运行而出名。

接触网线岔处弓网故障分析及对策摘要：随着我国高速电气化铁路列车运行速度的不断提高，电力机车对轮轨关系和弓网关系的安全可靠性要求不断提高。

弓网关系是接触网的一项关键技术指标，列车运行速度越高，受电弓的动态抬升量和动态摆动量越大，弓网动态受流质量下降；列车速度提高后，容易造成受电弓与接触悬挂中的接触网零件发生碰弓、钻弓、剐弓现象，导致弓网故障的发生，甚至中断列车运行，严重影响了铁路运输的秩序。

关键词：接触网；线岔；弓网故障；对策弓网故障多发生在线岔处，为实现列车速度提高后受电弓在线岔处平稳过渡，降低弓网故障的发生概率，从研究弓网关系入手，对接触网线岔处弓网故障原因进行分析，提出防止弓网故障的具体措施，提高受电弓受流质量及接触网运行的安全性和可靠性。

1接触网线岔处弓网故障形式受电弓通过接触网线岔时，安全平滑地由一支接触线过渡到另一支接触线，达到转换线路的目的。

当接触网或受电弓一方或双方技术条件遭受破坏，会发生受电弓碰弓、钻弓、剐弓现象。

接触网线岔处常见弓网故障形式如下：（1）在始触区装设吊弦、电连接线夹引起弓网故障。

（2）定位立柱、定位器等侵入受电弓的动态包络线。

（3）受电弓通过线岔的等高区时，2支接触线不等高。

（4）环境温度变化时，吊弦线夹、电连接线夹相对位置发生移动，从始触区外移至始触区内。

（5）道岔改造后接触网线岔未及时调整到位。

当进行道岔改造，道岔处轨道限界、标高、超高等参数发生变化时，接触网线岔参数未随轨道参数变化及时调整到位。

2接触网线岔处弓网故障原因分析2.1始触区内装设吊弦线夹、电连接线夹（1）交叉线岔处，受电弓从正线过渡到侧线或从侧线过渡到正线过程中，交叉线岔正线接触线距侧线线路中心或侧线接触线距正线线路中心，水平投影间距600～1050mm始触区内，由于受电弓抬升力的作用，即将驶入区域的接触线比正在行驶区域的接触线低，这也是即将驶入区域接触线从受电弓圆弧处爬上受电弓水平滑板的主要原因。

高速铁路接触网零部件的可靠性及故障分析高速铁路作为一种重要的交通工具，其可靠性对于保障铁路运输的安全和高效至关重要。

而铁路接触网作为高速铁路的电力供应系统，是其中最关键的部件之一。

本文将对高速铁路接触网的零部件可靠性进行分析，并探讨其可能的故障原因。

可靠性是指系统在特定条件下正常运行的能力，而可靠性分析则是对系统的故障和失效进行定量和定性的研究。

针对高速铁路接触网零部件的可靠性分析，可以从以下几个方面进行研究。

首先，需要对高速铁路接触网的零部件进行可靠性测试。

通过实验和模拟环境下的长时间运行，可以评估零部件的寿命和可靠性水平。

依据测试结果，可以得出各个零部件的可靠性指标，并对零部件的寿命进行预测。

其次，充分了解零部件的工作原理和设计参数对于可靠性分析至关重要。

例如，对于接触网的接头件，其设计参数如接触面的材料、压力、接触电流等都会直接影响其工作可靠性。

通过对设计参数的合理确定和零部件的优化设计，可以提高接触网零部件的可靠性。

同时，对于高速铁路接触网的电力传输和保护系统的可靠性分析也是必要的。

电力传输系统的可靠性对于保障铁路的稳定运行至关重要。

在电力保护系统方面，应该评估保护装置的性能指标和反应速度，确保在发生故障时能够及时切断电力供应，保护高速铁路的安全。

另外，高速铁路接触网零部件的故障分析也是必不可少的。

故障分析可以帮助工程师们了解零部件的失效机制，从而采取相应的维修和改进措施。

常见的零部件故障包括接头处的腐蚀、电气断路、机械磨损等。

通过对这些故障原因的研究，可以制定相应的维修流程和预防措施，提高高速铁路接触网零部件的可靠性。

为了提高高速铁路接触网零部件的可靠性，还应加强维护和监测工作。

定期检查和维护接触网的各个零部件，及时清理积聚的灰尘和腐蚀物，保证其正常工作状态。

使用先进的监测技术，如红外检测、超声波检测等，可以实时监测零部件的工作状态，及早发现潜在故障。

最后，高速铁路接触网零部件的可靠性和故障分析也需要充分借鉴国内外相关经验和研究成果。

高速铁路接触网常见技术问题分析研究摘要：本文针对高速铁路接触网施工过程中常见的技术问题进行了分析，根据问题产生的原因制定了相应的应对措施，为高速铁路接触网施工提供借鉴。

关键词：高速铁路；接触网；技术问题；应对措施0引言随着我国“八纵八横”高速铁路网的全面铺开，高速铁路高质量的运营备受人民群众的关注。

作为高速铁路列车供电的唯一系统，接触网的几何参数、接触线的平顺性、弓网关系的可靠性以及弹性均匀度等参数，对列车是否能够高速稳定运行至关重要，因此，本文结合高铁铁路施工过程中遇见的技术问题和应对措施展开探讨。

1常见技术问题分析1.1接触网安装质量缺陷问题接触网的主要组成包括支柱、支撑装置、接触悬挂和特殊设备等，是沿铁路线上空架设，为列车提供动力的特殊输电线路。

通常情况下接触网都是设置在露天环境中，容易受到天气变化的影响，这就决定了它自身的脆弱性。

同时接触网施工是一项复杂繁琐的安装工程，将上百项材料进行组合安装，涉及现场大量的测量、计算、调试，每个环节都很重要，出现一点差错，接触网系统的整体运行就会存在偏差，尤其是高速铁路运行速度快，拉出值、导高超标，接触线出现硬点，电连接、吊弦压接不到位，螺母出现松动，腕臂组装出现错误，补偿下锚装置出现卡滞，都会对高速运行列车的受电弓造成重大的损伤，直接影响列车的安全稳定运行。

1.2接触网拉弧缺陷问题高铁项目在动态检测时，个别锚段出现拉弧，通过初步分析，出现拉弧现象并非由接触网静态几何参数超标造成，而是由于棘轮下锚补偿装置张力较设计标准存在较大偏差，导致检测车的受电弓和接触线接触不良好；通过现场实际检查发现，出现拉弧的锚段，接触线普遍存在线面不正、平直度超标和波浪弯等问题。

1.3接触网弹性不均匀问题接触网弹性是指单位受电弓压力作用于接触网悬挂的某一点时，单位垂直力使接触线抬高的程度。

接触网弹性取决于接触悬挂结构性能，接触悬挂的组成主要有承力索、接触线和吊弦等，通过支持装置将接触悬挂安装在支柱上，通常情况下，支持装置主要包含平、斜腕臂、绝缘子、腕臂支撑、定位管支撑、定位管和定位器等主要零部件，定位装置由定位器和定位管两部分组成，主要作用是固定接触线位置，保证接触线能始终在受电弓滑板的范围内运行而不脱离。

受电弓与接触网系统故障可靠性分析摘要近些年国内电气化铁路的发展势头迅猛，随着高速技术的进步与完善，高速铁路也变得更加普及，与此同时带来的是对高速铁路的安全稳定运行有了更高的要求。

接触网作为铁路供电的一个重要组成单元，也是影响电气化铁路运输的一个重要因素，每年因弓网故障造成的行车事故所占的比例居高不下，因此弓网故障成为电气化铁路长期存在的一个“疑难杂症”。

弓网故障一般具有故障排查难、组织抢修难、抢修时间长等特点，所以如何预防弓网故障成为供电专业避不开的一个课题，也对电气化铁路的发展有着重要的意义。

关键词接触网；弓网故障；预防前言我国铁路近几年的高速发展大大提高了铁路的运能和运量，无论是货运还是客运都大大增加了效率，每年因弓网故障所带来的经济损失是巨大的，因此预防弓网故障成为重中之重。

通过对以往事故案例的分析总结，不难总结出导致故障发生的因素有哪些，根据这些因素我们可以逐条对其分析，也让我们了解了故障的预防措施。

1 简述弓网关系电力机车动力来源均为受电弓与接触线滑动接触取流来获取的，虽然各类机车受电弓类型有所不同，但基本原理大多相似。

因此受电弓与接触网成为不可分割却又相对独立的两个串联单元，一旦一方有异常，势必会影响另一方的正常使用。

所以预防弓网故障应该两个方向同时抓，才能让我们更加显著的减少弓网故障的发生率[1]。

2 弓网故障发生的原因弓网故障发生的原因是多方面的，在列车运行过程中，外部环境、机车受电弓、接触网、钢轨参数等均是重要影响因素，现从三个较为重要且可控的方面去分析判断。

2.1 由机车受电弓原因引起的弓网故障机车的受电弓弓架、弓头歪斜、滑板条缺失、破损等导致受电弓状态不良都会发生刮坏接触网零件的情况，从而造成弓网故障。

如：受电弓弓头调整参数不达标，导致弓头歪斜，造成钻网、刮断吊弦、定位器等接触网零部件；受电弓滑板条断裂、松动等导致受电弓卡网、刮网，导致接触线损伤；受电弓升压不足造成工作电流较大，烧伤接触线；受电弓滑板材质不符合标准，导致摩擦系数变大，使接触线磨耗增大。

动车组受电弓可靠性数据分析摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国综合国力的提升，也带动了交通工程的发展，当前，随着我国高速铁路（简称：高铁）技术的快速发展，动车组成为我国高铁客运的主要运营列车。

本文主要对动车组受电弓可靠性数据分析。

关键词：动车组；受电弓；可靠性；数据引言动车组的运行安全直接关系到高铁客运的安全，以及社会和经济效益，这使动车组列车安全运行数据的可靠性分析变得极为重要。

1动车组受电弓概述受电弓是动车组高压牵引系统的关键组成部分，是动车组从接触网获得电能的主要设备，能够为动车组运行提供牵引动力。

2动车组受电弓可靠性数据分析2.1动车组高压接地故障分析与处置高压供电设备作为动车组关键部件，直接关系到列车运行的安全性和可靠性。

高压设备发生接地故障如不能及时发现并正确处置，会造成列车高压供电失效和中断行车，甚至会导致接触网断线等故障，严重影响高铁运行安全和运输秩序。

目前我国动车组均具有高压接地检测功能，但由于各型动车组高压接地检测和保护原理不同，排查和应急处置工作复杂，动车组区间停车时间过长、救援不及时影响高铁运输秩序的情况时有发生。

（1）铁路供电、车辆部门要重视动车组故障导致的接触网跳闸情况，特别是跳闸的故标点（变电所故障保护装置标定的公里标）附近有动车组运行，或故障动车组升弓发生接触网跳闸时，供电部门应及时向车辆部门通报有关信息。

车辆部门收到接触网跳闸信息后，应及时结合现场反馈和动车组远程数据进行分析判断，疑为高压接地故障时应谨慎排查处置，防止盲目处置扩大故障影响。

（2）完整收集故障信息。

完整查看动车组故障诊断记录，防止同时报出多条诊断代码时漏看关键代码信息导致误判。

必要时应进行人工目视检查或回放检查全部受电弓监控视频，及时发现高压设备闪络、放电痕迹。

同时还可向客运人员了解有关信息（如车顶是否发生爆响、闪光等）。

（3）掌握故障发生原理规律。

车辆部门应掌握相关车型动车组接地检测原理、检测盲区及故障规律，以指导应急处置。

计及受电弓跟随性的高速铁路弓网系统受流质量分析摘要：受电弓是高速铁路动车组的关键受流装置，其与接触网的接触稳定性直接关系到动车组供电安全。

本文通过建立接触网的非线性有限元模型和受电弓归算质量模型，对受电弓跟随性与弓网受流质量的相关性进行分析。

结果显示，随着受电弓弓头质量的增加，弓网系统接触稳定性呈逐渐下降趋势。

以受电弓弓头运动速度作为跟随性指标分析显示，弓头质量增加可引起弓头运动速度趋于稳定，造成受电弓弓头无法对接触线振动做出及时响应，从而造成弓网接触力波动幅度增大。

关键词：高速铁路；受电弓；接触网；受电弓跟随性；接触力高速铁路是我国居民出行和经济连通的重要命脉。

目前，我国高速铁路运营里程已位居世界第一，运营速度也在向着更快、更强发展。

在更高速度运行，如何保证动车组的供电安全性至关重要。

当前，我国高速铁路动车组主要依赖安装在车顶部的受电弓与接触网滑动接触实现取流，如图1所示。

因此，受电弓-接触网系统（以下简称弓网系统）的接触稳定性对动车组的供电安全至关重要。

在动车组高速运行过程中，受电弓对接触网造成持续的滑动冲击，在接触点产生向线路两端方向传播的波动，波动往复反射，造成弓网接触位置发生相对位移，从而引起弓网接触力稳定性下降。

随着我国高速铁路时速400公里乃至更高速度运行目标的提出，如何有效提高弓网接触力的稳定性已成为解决更高速度运行下弓网关系问题的重点。

图1 高速铁路受电弓-接触网系统既往研究中，大量学者针对如何改善高速铁路弓网系统的受流质量已展开了充分的讨论。

在研究手段方面，目前计算机仿真以其成本可控、操作简便、可重复性高的优势被广泛应用于高速铁路弓网关系的研究中。

Tur M等[1]针对重力载荷所引起的接触网弧垂现象，提出了一种基于绝对节点坐标法的接触网找形方法。

部分学者将绝对节点坐标法进一步发展，提出了一种可以反映接触网线索大变形特征的建模方法[2]，并在弓网系统风振响应研究中得以广泛应用[3]。

高速铁路受电弓的技术要求受电弓是靠一定的抬升力让滑板与接触线保持接触的。

当列车高速运行时，受电弓的滑板就像一个小小的飞机机翼，在气流的作用也会产生一个动态的抬升力，抬升力随列车运行速度的升高而增大。

当列车运行时，接触线在受电弓抬升力的作用下产生上下振动，振动波向前传播，这就给受电弓和接触线保持良好的接触带来困难。

受电弓前进的速度和接触线波动的传播速度越接近，受电弓和接触线就越容易失去接触。

受电弓与接触线脱离失去接触的现象称作离线。

要避免离线现象的出现。

高速列车的受电弓从接触线获取的电流值很大，离线时产生的电弧会加快受电弓滑板和接触线的磨耗，引起电磁干扰，同时还伴随着噪声污染。

离线发生的次数越多，时间越长，表明受流质量越差。

所以，一般用离线率来评价列车受流质量的好坏。

离线率用离线时间占列车区间运行时间的百分比来表示，如京津城际铁路要求离线率低于0.14%，离线时间小于100 ms。

如何才能降低离线率呢？在接触悬挂方式已定的情况下，要从接触线和受电弓两方面进行努力。

接触线的波动传播速度和列车速度越接近，就越容易发生离线。

因此，可以提高接触线的波动传播速度，尽量让它远远地“躲开”列车速度，就可以大幅度降低离线率。

波动传播速度要“躲”多远呢？经验表明，列车速度与波动传播速度的比值为0.6～0.7，就可以保证良好的受流质量。

高速弓与普通弓的最大区别在于高速时高速弓的离线率较小，受流较稳定，主要是靠较轻的弓头质量和较好的弓网接触性能来保证的。

当电力机车在常速下运行时，受电弓与接触网之间可以保持可靠的接触，因而能够保证受电弓与接触网间良好的动态受流。

然而，随着高速电力机车运行速度的提高，受电弓的振动加剧，频繁出现的离线现象，使受电弓的受流质量恶化，机车速度受到限制。

随着新材料的不断研发成功和开发应用，受电弓滑板（碳滑板、铜基粉末冶金滑板和浸金属碳滑板等）所采用的材料必将逐步向碳纤维、金属纤维、带有润滑功能的金属基和无机非金属基复合材料发展。

受电弓与接触网系统故障可靠性研究摘要：由于近些年中国国内电气化铁路的发展强劲，随着中国轨道交通技术标准的提高和成熟，中国地铁也显得越来越普遍，而与此同时带来的问题也对轨道交通的安全平稳运营提出了更高的要求。

接触网是轨道交通牵引供电系统的一个主要构成单位，同时也是影响电客车正常运行的一个主要原因，每年由于弓网问题而引发的列车交通事故所占的比率一直居高不下，使得弓网问题逐渐变成了轨道交通牵引供电系统中长期存在的一种“疑难杂症”。

由于弓网问题通常存在着事故排除难、组织抢修困难、抢修期限长等特征，使得怎样防治弓网问题成了电力领域中避不开的一个问题，这对于轨道交通牵引供电系统的建设也具有很大的作用。

关键词：轨道交通；接触网；弓网引言中国轨道交通近年来的高速发展大大增加了列车的运能和运力，大大提高了工作效率，但每年由于弓网故障而造成的经济损失也是很大的，所以防止弓网故障已经成为当务之急。

经过对以往事故案例的剖析总结，不难总结出造成故障产生的主要原因有什么，而针对上述原因我们就能够逐条地对其剖析，也使人们知道了故障的一般预防措施。

一.简述弓网关系电力机车动力源一般均由受电弓与接触线滑动接触取流来得到的，尽管各种机车受电弓形式不同，其基本原则却大都相同。

因为受电弓和接触网线路已经形成了密不可分而又相对独立的二个连接单位，所以如果任何一方有反常，就势必会干扰另一方的正常。

所以防止弓网故障就必须把两方面一起抓好，可以使我们比较显著地降低弓网故障的发病率【1】。

二.弓网故障发生的原因弓网故障所产生的影响因素是多种多样的，在运行过程中，外界条件、机车受电弓、接触网线路、钢轨参数等都是主要影响因素，现从以下3个相对主要而可控的几个方面去进行分析。

（一）由机车受电弓原因引起的弓网故障机车的受电弓架、弓头歪斜、滑板运动件的缺失、损坏等，造成受电弓状态不好时都会引起刮坏接触网供电零部件的状况，进而造成弓网事故。

例如：受电弓头的调节参数不合格，造成弓身歪斜，造成钻网、刮断吊弦、定位器等的接触网供电零件；受电弓滑板运动条折断、松开等现象造成受电弓卡网、刮网，造成接触线损坏；受电弓升压不足导致工作输出电压增大，烧伤接触线；受电弓滑板运动材质不符合一定标准，造成摩擦力变大，使接触线磨损加剧。