高速铁路接触网与电力机车受电弓关系的探讨

【摘要】我国的高速铁路发展越来越重要，而有些国家在这些技术上有很好的经验值得我们借鉴，所以为了我国高速铁路的建设和发展能够更加的健全和完善，所以本文将在高速铁路接触网与电力机车受电弓关系这些关键的技术问题上做一些探讨和研究。

【关键字】接触网，电力机车，受电弓控制

一、前言

我国地大人多，尤其在一些大城市人口密集，交通便利就显得尤为重要。高速铁路的发展给交通带来很大的方便，但是在高速铁路的发展过程中也会遇到各种问题，现在许多国家的都在高速铁路上拥有很先进的技术，我国的高速铁路在发展过程中也要对一些关键的技术问题加以改进，使得我国的高速铁路更好的运营。高速铁路接触网与电力机车受电弓关系这一问题上我们需要探讨。

二、其他国家高速铁路接触网的使用技术发展

为满足快速增长的旅客运输需求，建立省会城市及大中城市间的快速客运通道，我国规划“四纵四横”等客运专线以及经济发达和人口稠密地区城际客运系统。到2020年，我国建设客运专线（即高速铁路）1.6万公里。日本在1964年开通了世界上第一条高速铁路——东海道新干线。该线接触网采用复链形悬挂，接触线为铜170mm2，张力15KN，运营速度220～240km/h，接触线波动传播速度为335km/h，运营速度与波动传播速度之比β值为0.68。

法国在1983年9月，建成了巴黎—里昂的东南新干线，全长426km，接触网采用弹性链形悬挂，运行速度为270km/h，接触线为CdCu120mm2，张力14KN，波动传播速度为412km/h，β值为0.66。德国在20世纪80年代末期修建了曼海姆—斯图加特的高速铁路，运营速度250km/h，接触网采用弹性悬挂，接触线为银铜120mm2，张力15KN，波动传播速度为426km/h，β值为0.59。20世纪90年代初，德国建成的高速铁路其最高运营速度可达300～350km/h，接触网仍采用弹性链形悬挂，接触线为镁铜120mm2，张力27KN，波动传播速度为569km/h，β值为0.53～0.62。

三、高速铁路接触网弹性的改善

1.接触网性能及特点

接触网在电力机车中最重要的任务就是输送电能，它能将从牵引变电得到的电能直接输送到电力机车，供其使用。接触网的主要特点体现在特殊性上，通常情况下接触网都是设置在露天环境中，容易受到气候变化的影响。接触网具有无备用性，这就决定了它自身的脆弱性和重要性。此外，接触网还具有机电复合性、负荷不确定性以及负荷移动性的特点。所有的这些特殊性，都直接或间接地影响

CRH3动车组受电弓检修与改进方案

摘要自从19世纪铁路运输诞生以来，就一直朝着更高速的方向发展。高速铁路具有载客量高、输送力强、速度较快、安全性好、正点率高、舒适方便以及能耗较低等明显的经济效益和社会效益，在全世界范围内显示出旺盛的生命力。高速铁路是当今世界铁路发展的共同趋势。各国高速铁路在运营中发生了一些由于列车设备故障引起的事故，由于高速铁路的运营速度高、密度大，行车事故的发生严重影响了高速铁路系统的安全、正点，一些重大的事故甚至对乘客的生命和财产安全造成了不可弥补的损失。因此，防范行车事故、行车设备故障的发生是高速铁路运营部门的不懈追求。受电弓作为动车组关键设备，受电弓的好坏直接决定动车组列车能否正常行驶。本文以CRH3型动车组受电弓为研究对象，结合受电弓结构特点和CRH3型动车组运行实际情况进行分析，分析了受电弓的检修方法，在此基础上提出了相应的改进措施和建议，以确保动车组正常运用安全。关键词：CRH3动车组；受电弓；检修；改进方案 I

目录摘要 ..................................................................................................................................... I 第1章绪论 (2) 1.1选题背景 (2) 1.2主要内容 (3) 第2章CRH3动车组受电弓 (4) 2.1CRH3动车组介绍 (4) 2.2CRH3动车组SS400+受电弓 (5) 第3章CRH3动车组受电弓故障及检修 (8) 3.1受电弓故障 (8) 3.1.1受电弓自身故障 ......................................................... 错误！未定义书签。 3.1.2外部环境故障 (8) 3.1.3共同作用故障 (8) 3.2受电弓故障发生原因 (9) 3.3受电弓故障对策 (10) 3.3.1库内检修故障对策 (10) 3.3.2路线运转故障对策 (11) 3.4受电弓检修指导 (11) 3.4.1受电弓性能检查 (11) 3.4.2受电弓外观检查 (13) 3.4.3受电弓表面清洁 (14) 第4章CRH3动车组受电弓改进方案 (16) 4.1快速降弓阀的改进方案 (16) 4.2ADD供风阀的改进方案 (17) 4.3受电弓升弓故障改进方案 (18) 4.4受电弓磨损问题的改进方案 (19) 参考文献 (21) 1

受电弓结构原理及应用

目录 1. 概述 (2) 2. 弓网动力学 (2) 3. 工作特点 (2) 4. 受电弓结构 (3) 5. 受电弓分类 (4) 6. 受电弓的工作原理 (6) 7. 受流质量 (6) 7.1. 静态接触压力 (7) 7.1.1. 额定静态接触压力 (7) 7.1.2. 同高压力差 (7) 7.1.3. 同向压力差 (7) 7.2. 最高升弓高度 (7) 7.3. 弓头运行轨迹 (8)

1.概述受电弓是电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。 2.弓网动力学弓网动力学研究电气化铁道机车（动力车）受电弓与接触网动态作用关系与振动问题的学科领域。电力机车是通过受电弓滑板与接触网导线间的滑动接触而获取电能的，当运动的受电弓通过相对静止的接触网时，接触网受到外力干扰，于是在受电弓和接触网两个系统间产生动态的相互作用，弓网系统产生特定形态的振动。当振动剧烈时，可以造成受电弓滑板与接触导线脱离接触，形成离线，产生电弧和火花，加速电器的绝缘损伤，对通信产生电磁干扰，更严重的是直接影响受流，甚至会造成供电瞬时中断，使列车丧失牵引力和制动力。而弓网之间接触力过大时，虽可大大降低离线率，但接触导线与受电弓滑板磨耗增大，使用寿命缩短。因此，良好的弓网关系是确保列车稳定可靠地受流的基本前提。弓网动力学的主要任务就是要研究并抑制弓网系统有害振动，确保受电弓与接触网系统相互适应、合理匹配，为不同营运条件（特别是高速运行）下的受电弓与接触网结构选型和参数设计提供理论指导。评价弓网关系和受流质量，一般采用弓网接触压力、离线率、接触导线抬升量、受电弓振幅、接触网弹性系数、接触导线波动传播速度和受电弓追随性等指标。弓网动力学的研究，通常以理论研究为主，并结合必要试验，通过建立受电弓与接触网振动模型来预测上述性能指标，从而改进或调整系统设计。弓网系统最初的动态设计只是基于一些简化的数学模型而进行的，随着列车运行速度的提高，弓网系统的模型越来越复杂，从20世纪70年代开始，计算机作为一种辅助模拟工具被用于弓网系统动力学仿真和优化设计，从而使得弓网动力学研究领域得到极大丰富和发展。 3.工作特点（1）受电弓无振动而有规律地升起，直至最大工作高度；（2）靠滑动接触而受流。要求滑板与接触导线接触可靠，受电弓和接触网特别是接触网要磨耗小，升、降弓不产生过分冲击。

受电弓与接触网

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109kg DSA150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

高速铁路受流性能测试方法及其关键技术(详细)

第三节高速铁路的受流技术接触网一受电弓受流系统的受流过程是受电弓在接触网下,以机车速度运动中完成的,受流过程是一个动态过程,这一动态过程包括了多种机械运动形式和电气状态变化：受电弓相对于接触导线的滑动摩擦;受电弓上下振动;受电弓由于机车横向摆动而形成的横向振动;接触网上下振动,井形成行波沿导线向前传播;受电弓和接触导线之间发生的水平和垂直方向撞击;弓网离线发生电弧,受电弓受流中,电流发生剧烈变化等等,所以,弓网受流过程是一个复杂的机械电气过程.随着列车速度的提高,上述各种运动加剧,维持弓网之间的良好接触性能愈加困难,受流质量也随之下降,当列车速度超过受流系统的允许范围外,受流质量将严重恶化,影响列车取流和正常运行.在高速条件下,受流系统的性能与常规电气化铁路的受流质量是不同的,系统所需解决的问题也不尽相同,高速受流技术是高速铁路的关键技术之一. 一、高速铁路中接触网一受电弓受流系统的新特点 1、弓网受流系统必须符合的基本条件电气化铁路发展100多年来,接触网一受电弓系统在外观的硬件上没有太大的变化,但是,随着列车速度的提高和新技术的采用,受流系统的电流容量、适用速度、安全性能有了相当大的提高,高速铁路的受流系统必须符合的基本条件如下： (1)．保证功率传输的可靠性在高速列车运行的全部接触网区段,必须保证电力机车所需要的最低电压;在高速铁路所有可能的运营条件下,接触网一受电弓系统的电流负荷能力必须保证高速列车的可靠运行.高速列车的电流负荷特性较之常规电力机车有较大的区别,其特征是脉冲负荷占的比例大 ,电流大 ,持续时间短,由于列车速度快,起动和加速获得电流很大 ,在弓网高速相对运动中,整个牵引供电系统均要适应高速列车对电压水平和电流负荷的要求. (2)．受流系统的运行安全性受流系统的安全运行是高速铁路正常运营的保证.高速受流系统的安全性主要从下面几个方面建立： ①接触网的几何参数(拉出值、导线高度、定位器坡度 )保证受电弓滑板沿接触网安全地滑动; ②接触网的性能参数(硬点、弹性、分相绝缘器、分段绝缘器和线岔结构的平滑性)不损坏受电弓的滑板乃至弓头; ③受电弓的自身性能(受电弓滑板的抗冲击性、耐磨性、横向刚度 ); ④接触网一受电弓的匹配性能(离线、接触导线抬升量、接触导线的弯曲应力).受流系统的安全性能涉及的方面很多,它是接触网设计、施工、运营维护首先要考虑的因素. (3)．良好的受流质量受流系统的理想运行状态是弓网可靠接触,机车不间断地从接触网上获得电能.运行状态的性能参数为：无离线、无火花.实际线路中,离线率要尽量小 ,系统具有动态稳定性. (4)．保证受流系统的使用寿命受流系统中,涉及使用寿命的两个主要因素是,接触导线的使用寿命和受电弓滑板的使用寿命.其寿命取决于它们之间的磨耗,磨耗量在一定速度和传递功率条件下,主要取决于弓网接触力的大小 ,保持接触力均匀,即控制接触力的标准偏差以减少接触导线的局部磨耗.接触导线和受电弓滑板在材质上应具有一定的耐磨性能,另外,接触导线应具有抗电化学腐蚀性能. 5．减少对周围环境的影响受流过程中,产生的电弧会产生电磁干扰和噪音,应采取措施减少对周围环境的影响.

高速铁路接触网精测精修实施办法

高速铁路接触网精测精修实施办法讲义在中国高速铁路快速发展的今天，我国通过几年高速铁路的运行总结的基础上，总公司运输局从2016年9月1日起开始施行铁总运（2015）363号，为中国高速铁路的检修模式开始新的探讨。下面根据363号文件一起学习。本办法共分8章，内容主要在前7章，37条。第一章总则第一条为加强高速铁路接触网性能和状态管理，规范高速铁路接触网精测精修工作，确保高速铁路接触网运行安全，在总结高速铁路接触网运营规律的基础上，依据《高速铁路接触网运行维修规则》，制定本办法。第二条接触网精测精修是指通过检测动态条件下的弓网作用参数，测量静态条件下的接触网几何位置，检验零部件质量状态，依据检测、检验分析结果，全面调整接触网静态几何参数、更换失效或接近预期寿命的零部件和设备、更换局部磨耗接近限界的接触导线，恢复接触网标准状态。接触网精测精修包括精确检测、零部件检验、分析诊断与设计、精确修理、验收等工作。第三条标准状态资料至少包括相关设计文件、接触网平面竣工图、“一杆一档”数据和非接触测量的完整数据（含波形图）以及接触网零部件预期寿命状态等资料。第四条接触网精测精修工作应参照《铁路技术管理规程（高速铁路部分）》《高速铁路电力牵引供电工程施工技术规程》《高速铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准》《高速铁路工程动态验收技术规范》《铁路营业线施工安全管理办法》等文件执行。第五条本办法适用于200km/h及以上的铁路和200km/h以下仅运行

动车组列车的铁路。第二章一般规定第六条正常情况下，一般运行7年或弓架次达到50万次以上应安排进行一次精测精修。遇有动态检测发现弓网动态作用特性成区段持续不良；接触网超标值增多或故障多发且分析后认为有必要实施精测精修，以及线路纵断面发生调整的区段，应在规定时间内提报精测精修计划。第七条接触网精测精修工作执行铁路营运线施工有关规定，安排在天窗时间内进行，接触网精测精修天窗时间一般不少于4小时，一个任务周期内，天窗日计划原则上应逐日安排连续进行。第八条铁路总公司监督、检查、指导全路高速铁路接触网精测精修实施情况。各铁路局负责编制接触网精测精修计划，组织审批设计和实施方案，组织实施和竣工验收。第三章精确检测第九条接触网精确检测和分析工作一般应由具有高速铁路接触网综合检测设备、具备高速铁路接触网检测数据和设备质量分析诊断能力的专业单位承担，如需要外部单位承担，应通过公开招标方式选择有相应业绩的专业单位。第十条精确检测一般由综合检测列车、高铁接触网检测车或者其他能够完成精确检测任务的设备实施。精测设备应经过标定且在合格的周期内，通过精测前的现场测试验证，满足精度要求。第十一条精确检测一般采用非接触检测和接触检测两种方式。非接触检测主要用于测量接触网几何位置。接触检测主要用于测量弓网动态性能参数。第十二条动态检测可结合综合检测车检测工作周期统筹安排。根据

高速列车受电弓的优化设计

高速列车受电弓的优化设计摘要：针对高速列车空气阻力增大影响速度提升的问题，受电弓对高速列车空气阻力影响较大，通过对高速列车受电弓进行研究，优化受电弓设计，提升弓网系统的受流质量，进而降低列车空气阻力。本文简单介绍了受电弓模型的建立与分析、优化设计。关键词：空气阻力；受电弓；优化设计 1 引言近年来我国高速列车发展越来越快，方便了人们的出行。对于高速列车而言，其通过受电弓获取电能，这样才能够使其电机得以运行[1]。当然对高速列车进行提速需要对其进行相应的改造，这样能够使其速度达到要求[2]，但高速列车的速度越大其所受的阻力越大，针对该问题，通过对受电弓进行优化设计，能够有效提升弓网系统的受流质量，进而降低列车空气阻力，其对我国高速列车的发展具有积极的意义。 2 受电弓模型建立与分析供电属于非常重要的环节，其能够使高速列车保持良好的运行状态，而受电弓一旦离线则会给列车的运行带来无法预测的影响。对受电弓的运动特性、动力学特性进行研究具有重要的意义，其能够将受电弓高速运行状态下的受流问题得以解决，从而使列车更加可靠地获取电力能源[3]。我国很多的专家、学者对我国高速铁路发展进行了深入的研究、分析，其建立了合理的受电弓系统动力学模型，对其动力学性能进行了研究分析，提出了提高动态流质量的方法与措施。只有使受电弓网之间保持可靠接触才能够使列车的运行速度得到保证。为了保证高速列车的速度，高性能的受电弓、线路等能够有效提升高速列车的速度，而且使其稳定性、可靠性得以提升。图1 单臂受电弓结构图图2 受电弓垂向结构简图受电弓属于从接触网上进行电流获取的装置，其能够通过动态接触的方式进行电流的获取。当前我国所使用的受电弓为单臂受电弓，其结构主要依赖于电力机车的运行速度、负荷情况、接触网状况等。单臂受电弓由弓头、框架、底架以及传动机构四部分组成。当前受电弓模型采用归算质量模型，其是指通过利用动能等效的原理将原结构简化成多个有集总质量模型，然后通过这些集总质量数目可以将其分为一元、二元以及多元弓模型。其中一元受电弓模型只能够进行弓网系统低频振动特性的反映。而二元以及多元受电弓模型可以将高速弓网系统动力学进行分析。二元归算质量模型属于一种完整的受电弓模型，其质量、弹簧以及阻尼直接由弓头参数转化，下面质量、弹簧以及阻尼则是由框架部分的质量、各个构件的转动惯量、重力以及阻尼等参数转换而来。下图图1为单臂受电弓结构图，其框架由摆杆、上臂杆、支撑杆以及平衡杆等组成，各个杆件通过铰连接在一起。底架支持框架，通过绝缘子固定于车顶。框架通过升弓装置支持弓头。传动机构作用于下臂杆，这样可以使升弓动作完成。启动装置安装于底座，通过钢丝绳作用于下臂杆下部的扇形板，从而实现升弓过程。受电弓框架只有一个自由度，其在运动过程中，框架会相互制约。设下臂杆的转角为α，其余各参数如图2。这样通过运算可以得出其弓头运动的微分方程，

高速受电弓与接触网受流安全的可靠性分析

高速受电弓与接触网受流安全的可靠性分析 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

高速受电弓与接触网受流安全的可靠性分析 2009-6-24 北京交通大学电气学院供稿目前，高速铁路蓬勃快速发展，并以其稳定性、高速度以及舒适性被各界关注。同时也出现了与高速铁路密切相关的一系列问题，如高速弓网受流稳定性，安全性问题等。为了保证高速动车组的稳定运行，高速接触网需要通过与受电弓之间的接触来提供可靠的电力供应。随着速度的提高，高速接触网的动态变化显著增大，受电弓与接触网之间会出现离线现象，受电弓会因为磨损等产生划痕甚至损坏。因此，需要对高速受流的动态特性以及进行这种动态变化的范围进行研究，以保证受流的安全性。接触线与受电弓的相互作用决定供电可靠性和供电质量。其相互作用依赖于受电弓和接触网的设计方案及大量的参数。当列车由普通速度提高到高速运行时，受电弓与接触网的相互作用显得极为重要，因为电能传输是限制实现最高速度的一个因素。评价和预测接触特性需要通过线路试验进行计算并确定其客观标准。通过模拟方法和新的测量方法，对接触特性的理论研究，已经有所进展和发现。因为受到对实物进行试验和试运行范围局限，所以模拟方法的采用特别有助于开发新系统并提高性能要求。受电弓—接触网系统要求通过连续的，即不中断的电气和机械接触给牵引车辆供电，同时要使接触线和滑板的磨耗保持尽可能低的程度。电能传输系统，特别是接触网投资高，期望其能达到使用寿命长，维修少的目标要求。检测既有接触网接触特性，可作为评价和检测接触网设备的一个方法，同时也是一种检测局部缺陷的途径，以便消除缺陷。鉴于对相关文献的参考，本文在可靠性工程理论基础上，对高速下受电弓与接触网的监测及弓网受流的可靠性分析方法进行研究，基于FTA建立了接触网与受电弓的可靠性模型，提出了一套评价高速弓网关系的可靠性指标体系。弓网受流系统的可靠性模型接触网的可靠性模型

供电处高铁接触网-多选-100

1.高速铁路接触网停电作业使用验电器验电应符合下列规定（）。 A.必须使用同等电压等级的验电器验电，验电器的电压等级为25kV B.验电器具有自检和抗干扰功能，自检时具有声、光等信号显示 C.验电前自检良好后，现场检查确认声、光信号显示正常（有条件的，还要先在同等电压等级有电设备检查其性能），然后再在停电设备上验电 D.在运输和使用过程中，应确保验电器状态良好【答案】ABCD 2.高速铁路进行接触网施工或维修作业时，应在列车调度台，或车站（动车所）行车室设联络员，施工及维修地点设现场防护人员。要求如下（）。 A.联络员和现场防护人员应由指定的、安全等级不低于三级人员担任 B.在车站行车室设驻站联络员时，区间作业，驻站联络员设在该区间相邻车站的行车室；车站作业，驻站联络员设在本站行车室 C.作业区段按照规定距离设臵现场防护人员，防护人员担当行车防护同时可负责监护接触网停电接地封线状态。防护人员不得侵入机车车辆限界 D.当设备发生故障，需在双线区间的一线上道检查、处理设备故障时，须进行防护，本线、邻线可不设臵防护信号【答案】ABC 3.高速铁路接触网凡影响行车的施工维修，均应设臵防护

（）。 A.未设好防护，禁止开工 B.线路状态未恢复到准许放行列车的条件，禁止撤除防护、放行列车 C.施工维修防护的设臵与撤除，由施工负责人决定 D.施工维修防护的设臵与撤除，由职务最高的人员决定【答案】ABC 4.高速铁路遇接触网停电时，司机应立即停车并降弓，报告列车调度员（车站值班员）停车原因及停车位臵，通知（），车站值班员报告列车调度员。供电调度员发现接触网停电时，应立即确认停电范围并通知列车调度员。 A.随车机械师（车辆乘务员） B.列车长 C.机务段生产指挥中心 D.副司机【答案】AB 5.高速铁路动车组列车停在接触网分相区，具备采用（）闯分相等方式自救时，司机应准确报告电力机车（动车组）停车位臵，由列车调度员、供电调度员、机车调度员（动车司机调度员）共同根据电力机车（动车组）类型、停车位臵、牵引供电设备状况等确定自救方案，组织自救。 A.换弓 B.退行 C.降弓 D.惰性运行【答案】AB

受电弓

受电弓受电弓包括主架、臂、弓头和传动装置。受电弓和接触网相互作用的基本要求是：由于受电弓在运行中相对于接触网做横向运动，而受电弓弓头必须总是超出接触线最不利的位置，只有当运行中接触线不离开受电弓弓头的工作范围时才能使系统顺利运行。在正常运行时，接触线在滑板上的滑行是最重要的。受电弓有上、下两个工作位置，这两个位置之间的范围便是工作范围。经验和理论研究均已证明，不可能为了优化与特定接触网的相互作用而单纯设计受电弓，况且标准的接触网设计没有均衡的动态特性，因为跨距、质量和张力均会随着线路实际情况和运行条件而发生变化。然而，受电弓必须具有一定的基本特性，并适合于规定的应用范围。完善的受电弓设计应能保证其在各种不同的接触网系统中均能实现良好的运行性能。为了实现令人满意的受流质量，受电弓作用的静态接触压力及平均空气动力接触压力应该遵循相关标准的要求。标称静态接触压力应在以下范围内：对于交流供电系统，为60～90 N；对于直流1.5 kV供电系统，为70～110 N。在直流系统中，需要改进碳滑板与接触线的接触，为避免列车停车时其附属设备运转引起接触线变热的危险，静态接触压力通常为140 N。考虑到空气动力的作用，在交流系统中，受电弓的接触压力应为40～120 N；在直流系统中，受电弓的接触压力应为50～150 N。在列车多弓同时运行的情况下，任何受电弓的平均接触压力不应大于规定值，因为每个单独的受电弓均应满足受流标准的要求。平均接触压力是力的平均值，因为有静态力和空气动力的作用，它相当于静态力和一定速度条件下气流作用于受电弓元件上引起的空气动态力。平均接触压力是受电弓弓头与接触网接触的情况下测得的压力，此时后弓不与接触网接触。为了遵守这些规定，在交流系统中，受电弓的接触压力应为40～120 N；在直流系统中，受电弓的接触压力应为50～120 N。以京沪高速铁路为例，由于其高速、中速列车均采用交直交动车组，列

接触网受电弓数据及图片

接触网受电弓数据 300km/h受电弓,设计速度300km/h，适用于相应速度等级的各种电力机车及动车组。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。 300km/h受电弓的参数：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109kg

DSA150型受电弓，设计速度160 Km/h，适用于相应速度等级的各种电力机车及动车组。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 DSA200型受电弓，设计速度200km/h，适用于相应速度等级的各种电力机车及动车组。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。

DSA200型受电弓的参数：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 DSA250型受电弓，设计速度250km/h，适用于相应速度等级的各种电力机车及动车组。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。 DSA250型受电弓的参数: 设计速度250 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115kg

高速铁路受电弓

高速铁路受电弓V型槽滑板项目建议书一、项目概论 1、项目名称：高速铁路受电弓V型槽滑板 “专利名称：一种高速铁路不间断输电装置，专利号：20110105292.7（附件1） 2、项目发明人：傅元韬 3、项目总策划人：张勇 4、项目实施人：傅麟 5、项目特征：本项目“高速铁路受电弓V型槽滑板”涉及高铁技术弓网受流的“咽喉部件”，这是高铁运行的核心关键技术之一。当代高速铁路受电弓工程实践，存在严重的“带电弧运行”问题，这是制约高速铁路发展的瓶颈。现有受电弓技术仅仅适用低速电力轨道交通，已经完全不能适应高速铁路工程实践。通过本项目，改变受电弓的滑板结构，技术结构，增加弓网受流的稳定性，改善抑制弓网系统有害振动,确保受电弓与接触网系统相互适应、合理匹配,可以降低运行电弧（支持时速600公里，根本消除二级以上电弧），改善弓网关系，

提高受电弓及接触网线的运行寿命。进而提高机车运行速度，提高高铁安全系数。六项目具备的条件：实现本项目的滑板生产条件成熟（自润滑浸金属碳滑板材料或导电陶瓷）、技术条件成熟（铝钛型材散热器、限位滑动轴承），组合成产品就是中国创造，这是当今中国高铁的迫切需要。二、项目提出依据电力机车速度不断提高，原来使用在低速轨道交通的导致弓网，由于提高速度，受流过程电弧加剧,已经严重制约了高速铁路的发展。京沪高铁频频弓网事故就是证明。现有受电弓结构已经不能适应中国高铁的发展需要，必须改革，脱胎换骨，从根本上解决问题。本项目涉及“弓网受流”，这是高铁十大关键技术之一。究其原因，为什么受电弓电弧打火严重？一则承载巨大电流的接触网导线工作面是一个圆弧，滑板是一个平面，两者受流结合只能是一个微小的以每小时300公里以上速度迅速跳跃滑动的象刀刃一样时续时断细窄的线。二则弓网受流过程不可避免存在相互受力波动。当机车以时速300公里以上的速度，受电弓用约7公斤的压力，在不断波动震荡的细线上划过，把巨大的电能传输下去，这只

第二节高速铁路接触网

第二节高速铁路接触网一、接触悬挂形式及其主要技术参数自1964年日本开通世界上第一条高速铁路至今，世界发达国家已经致力于高速电气化铁路的研究和发展。经过30多年的运行、实验，使高速电气化铁路的车速不断提高，运营速度由220 km ／h 提高到270 km ／h ，正向300 km ／h 进。法国是目前轮轨系列车时速的世界记录保持者，它于 2007年 4月4日进行的实验运行速度达到574．8 km ／h ，在激烈竞争的市场经济条件下，各种交通工具之间为争夺市场运输份额，不断开发和引进高新技术，而提高铁路车速将给铁路参与市场竞争带来机遇。接触网结构在机车高速运行情况下，发生了许多重大变化，需要进行一系列的改革，采取什么样的悬挂类型来适应高速铁路，一直是各发达国家研究的课题。根据国外高速电气化铁路运行经验，高速滑行的受电弓，其抬升力在空气动力和自身惯性作用下，以列车速度平方的比例大幅度增加，因而使接触线产生较大的抬升量，当驶过等距支柱甚至在跨距中的等距吊弦时，会周期性激发接触线振动，它会使接触线弯曲应力增加，容易引发疲劳断线事故，同时这种振动可沿导线以一定速度传播，在遇到吊弦线夹和悬挂点时，会将波反射放大引起导线振荡，这是引起受电弓离线的主要原因，离线产生的电弧会烧伤接触线使磨耗增加，即电磨耗。当导线弯曲刚度小而张力大时，其波动速度可由下式求出： ρT C = 式中 T ——接触线张力（N ）； ρ——线密度。为了减少导线抬升量，可提高其张力，减少接触网弹性不均匀性，同时也提高了接触线波动传播速度，不引起导线共振使受电弓取流状态更好。接触悬挂形式是指接触网的基本结构形式，它反映了接触网的空间结构和几何尺寸。不同的悬挂形式，在工程造价、受流性能、安全性能上均有差别，另外，对接触网的设计、施工和运营维护也有不同的要求。对高速接触网悬挂形式的要求是：受流性能满足高速铁路的运营要求、安全可靠、结构简单、维修方便、工程造价低。世界上发展高速铁路的主要国家如：日本、德国、法国的高速接触网悬挂形式是在不断改进中发展起来的，主要有三种悬挂形式：简单链形悬挂、弹性链形悬挂、复链形悬挂。各国对这三种悬挂形式有不同的认识和侧重，根据各自的国情发展自己的悬挂形式。日本的高速线路如：东海道新干线、山阳新干线、东北新于线、上越新干线均采用复链形悬挂，近几年来，日本高速铁路又采用了简单链形悬挂；法国的巴黎一里昂的东南线采用弹性链形悬挂，巴黎一勒芒／图尔的大西洋线采用接触导线带预留弛度的简单链形悬挂；德国在行车速度低于160km ／h 的线路采用简单链形悬挂，在160km ／h 及以上的线路采用弹性链形悬挂。下面分别介绍简单链形悬挂、弹性链形悬挂和复链形悬挂三种形式的结构和技术性能。 1、简单链形悬挂以法国为代表的高速铁路采用此种类型，在 1990年开通的速度为300 km ／h 的大西洋新干线上采用，而且认为该悬挂类型完全可以满足 330—350 km ／h ，简单链形悬挂维修简单造价低，有多年成熟的运行经验。结构形式如图2-1所示。

如何使高铁接触网与受电弓保持亲密接触

《如何使高铁接触网与受电弓保持亲密接触》科普在列车运行过程中，总希望受电弓与接触线能够始终保持亲密接触。从原理上来说，弓网关系最好的情况莫过于让电流从接触网可靠稳定的“漏”到受电弓上，所以受电弓升起的时候“电弓与电网的接触位置发生漏电”的担心是不必要的。而应该避免的是受电弓和机车连接的支撑绝缘子漏电，一般是由于绝缘子污浊导致，俗称车顶“放炮”，会影响机车的正常运用。受电弓是靠一定的抬升力让滑板与接触线保持接触的。列车高速运行时受电弓的滑板就像一个小小的飞机机翼似的，受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升高而增大。在列车运行时，接触线在受电弓抬升力的作用下发生上下振动，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了困难。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”。离线是绝对不受欢迎的。由于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(就像我们在家中拔出电线插头时会产生电火花一样)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。例如，京津城际铁路要求离线率低于0.14%，离线时间小于100毫秒。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，我们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了。波动传播速度要“躲”得多远才好呢？经验表明，列车速度与波动传播速度的比值在0.6～0.7之间，就可以保证良好的受流质量。例如，京津城际铁路的列车时速为350公里时，接触线波动传播速度为569公里/小时，两者的比值为0.62，满足受流质量的要求。在保障良好受流的前提下要提高列车速度，采取提高波动传播速度是一种有力手段，其措施有两个：一是增大接触线的张力；二是降低单位长度的接触线质量，也就是接触线最好采用轻质材料。增大受电弓的抬升力和减轻受电弓质量也可以提高受流质量。但增大受电弓抬升力有一定的限度，增大抬升力虽然可以让受电弓更好地密贴接触线，但同时也加快受电弓滑板和接触线的磨耗，容易增加接触线金属疲劳，缩短其寿命。因此，受电弓抬升力需要综合考虑，合理选取，才能得到最佳效果。高速弓与普通弓的最大区别在于高速时的离线率较小，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，将使受电弓的振动加剧，出现频繁的离线现象，恶化受电弓的受流质量,使机车速度受到限制。为改善电力机车受电弓的动力特性，降低振动，减少受电弓与接触网间离线率，受受弓头悬挂采用具有滞后非线性特性的钢丝绳减振器，在实际应用中取得了良好的减振效果。针对高速列车受电弓与接触网受流系统的特点，结合相应的评判标准（离线率、接触压力、弹性等），不少专家较详细地探讨、分析了我国高速铁路接触网悬挂中线索、吊弦、定位装置、电分相装置、张力补偿装置及锚段关节等若干技术问题。为了适应铁路高速化发展,减少对接触网导线的磨耗, 受电弓滑板受电弓滑板的工作条件有载荷随机变化，接触时有强电流通过，高滑动速度，环境条件复杂多变等显著特点。因此，对其选材有十分苛刻的要求。随着新材料不断研发成功和开发应用，我们可相信不久将来，现用受电弓滑板的采用材料主要有碳滑板、铜基粉末冶金滑板和浸金属碳滑板等,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。目前广泛使用的接触网导线有铜银、铜锡、铜镁接触线,将向铜合金化和复合金属化方向发展。在接触网一定的前提下, 受电弓滑板一般应满足良好的导电性，抑制离线电弧的产生和抗电弧烧伤性，良好的减摩耐磨性，足够的强度和对自然环境强的适应性等性能要求。当前我国有关专家通过分析电力机车受电弓滑板存在的各种问题,已用粉末冶金法研制出一种新型的受电弓滑板。铜一石墨复合材料是一种理想的自润滑、导电材料，是制备电力机车受电弓滑板等电接触元件的理想材料。该滑板由铜、碳纤维和石墨等构成。分析了成形压力、烧结温度对滑板性能的影响,对其导电性、摩擦、磨损性能及冲击韧性进行了检测,并与当前正在使用的受电弓滑板进行了对比。结果表明:该新型滑板的最佳制备工艺条件为(含量)铜78%,碳纤维2%,石墨15%,添加剂5%,成形压力为200MPa,烧结温度为880℃。该滑板不仅电阻率低,而且其摩擦、磨损及冲击韧性等性能也优越于当前正在使用的受电弓滑板。与国外浸金属碳滑板Rh82Mb 相比,其摩擦系数降低20%,磨损量减少1.3%,冲击韧性提高1.7倍,导电性增强65倍。

受电弓与接触网相互作用综述

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。作者简介：吴积钦，西南交通大学电气工程学院，副教授，博士，成都：610031

中国铁路受电弓的发展与展望

中国铁路受电弓的发展与展望韩峰，吴积钦摘要：弓网系统是一个整体，研究接触网离不开受电弓，研究受电弓离不开接触网。作为固定设施的架空接触网是受电弓的路，受电弓是接触网方案选取的重要依据。本文对中国铁路受电弓低速、中速和高速3个发展阶段进行了回顾，并对中国铁路受电弓的未来进行了展望。关键词：中国铁路；受电弓；发展与展望由受电弓和接触网组成的系统（以下称弓网系统）是一个整体，研究接触网离不开受电弓，研究受电弓离不开接触网。架空接触网是电气化铁路的固定设施，安装在车辆上的受电弓沿接触网运行。弓网系统的可靠性、接触质量和寿命取决于受电弓和接触网2个子系统的特性。接触网设计时应考虑受电弓子系统的特性，反过来，设计受电弓时也应考虑接触网子系统的特性。要使所设计的接触网获得令人满意的性能，设计人员就应了解掌握在该接触网上所使用的各类型受电弓的特性。经验和理论研究均已证明不可能为了优化与特定接触网设计的相互作用而单纯设计受电弓。更何况标准的接触网设计没有均衡的动态特性，因为跨距、质量和张力均会随线路实际情况和运行条件发生变化。然而，受电弓必须有一定的基本特性，并适合于规定的应用范围。试运行表明，完善的受电弓设计应能保证其在各种不同的接触网系统上实现其良好的运行性能[1]。作为固定设施的架空接触网是受电弓的路，受电弓是接触网方案选取的重要依据，为了接触网设计、施工及运营维护工作更有针对性，有必要对中国铁路受电弓现状与发展进行深入了解。1中国铁路受电弓的发展从1958年修建电气化铁路开始，到2010年实现高速化，中国铁路受电弓经历50余年的发展，走过了一段不平凡的路，大致可分为3个发展阶段。 1.1第1阶段这一阶段始于中国铁路开始电气化，止于广深线电气化改造。 1958年仿制的6Y1型干线电力机车使用苏制ДЖ-5型受电弓，这是中国铁路弓网系统的标志性事件。苏制ДЖ-5型受电弓弓头长度不大于2260mm，滑板长度不大于1270mm。中国第一条电气化铁路的接触网（宝鸡——凤州段）依照此型受电弓的几何轮廓设计。中国铁路弓网系统的几何特征就此确定。此型受电弓所需运行空间较大，但接触网的许用跨距也较大。苏制ДЖ-5型受电弓为四腕菱形双臂受电弓，安装尺寸大，笨重，静特性差，升降弓不稳定。1960年，株洲电力机车厂研制出Q3型单臂受电弓。Q3型受电弓运行性能良好，各项技术指标基本达到设计要求。在Q3型受电弓的基础上，株洲电力机车厂又研制出TSG1 型干线电力机车受电弓，但此时已是1978年了[3]。TSG1型受电弓在相当长时间内，是中国电力机车使用的主要弓型。弓度长度为2160mm，滑板长度为1260mm。作者简介：韩峰，吴积钦，西南交通大学电气工程学院，成都：610031

接触网与受电弓

接触网与受电弓 1 概述接触网与受电弓是一个整体，研究接触网不能抛开受电弓；研究受电弓不能抛开接触网。为保证接触线与受电弓间的相互作用不出现故障、受电弓滑板与接触线匹配、降低弓线间的磨损，接触线的布置必须横向偏移于线路中心线。为使接触线和受电弓滑板磨损降到最低程度，应对接触线和受电弓滑板提出要求，这些要求应在设计受电弓和接触网时予以考虑。受电弓的作用是将电能传输到电动牵引装置上。对于辅助设施、生活设施的固定用电与牵引车辆运行的移动用电两方面来说，电力传输都应安全可靠。受电弓包括主架、臂、弓头和传动装置。受电弓和接触网相互作用的基本要求是：由于受电弓在运行中相对于接触网作横向运动，而受电弓弓头必须总是超出接触线最不利的位置，只有在运行中接触线不离开受电弓弓头的工作范围才能使系统顺利运行。在正常运行时，接触线在滑板上的滑行是最重要的。受电弓有上、下两个工作位置，这两个位置之间的范围便是工作范围。1.1 接触网的要求接触网设备必须能可靠地将电流传输给牵引车辆，机械设计尺寸一定要特别适合于运行速度。接触线是接触网的重要成份。 1.1.1 接触线受电弓沿其行走的预张力线称为接触线，刚性接触网的接触线由于汇流排的作用，几乎无张力。接触线起到接触滑道的作用，它保证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，接触线与受电弓中心线形成交角，以之字形或S

字形布置。由于铜或铜合金有较高的导电性、硬度及其承受温度变化和抗腐蚀的能力，硬拉电解铜和铜合金已成为全球使用的导线材料。暴露在空气中的铜的表面形成一层硬的、能导电且不会阻止电流流动的氧化层。这就是为什么铜比具有较差导电氧化层的铝来说更适合作为滑动接触材料的原因。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性能，从而使用较高张力的铜线。接触线是被滑过的受电弓磨损的。此外，用于受电弓和接触线接触的材料的组合也对这些部件的磨损率有影响。铜接触线与碳滑板的组合使磨损率达到最低。钢和铜滑板会导致相当高的磨损率。由于磨损使接触线截面积减小，从而使载流量下降，并使导线的抗拉强度下降。确定是否达到磨损限度的标准是在磨损最严重的点上测量其截面积。若接触线磨损均匀则使用寿命较长，其基本要求取决于架空接触网和受电弓之间最良好的相互作用，而它是由设计、运行速度以及精确安装和充分维护来决定的。 1.2 受电弓的要求经验和理论研究均已证明不可能为了优化与特定接触网设计的相互作用而单纯设计受电弓。更何况标准的接触网设计没有均衡的动态特性，因为跨距、质量和张力均会随线路实际情况和运行条件发生变化。然而，受电弓必须具有一定的基本特性，并适合于规定的应用范围。试运行表明完善的受电弓设计应能保证其在各种不同的接触网系统上实现其良好的运行性能。如下受电弓的基本要求应适用于： ——两个运行方向的平均接触压力应该相等且只随速度变化略有增加。平均接触压力应能防止燃弧，但同时应使接触线抬升量保持最小，避免对接触网设备不必要的动态冲击。为了实现令人满意的受流质量，受电弓作用的静态接触压力以及平均空气动力接触压力应该遵循某些标准要求。