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
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
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
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
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。
高速铁路牵引供电系统—高速铁路受电弓
• （1）具有很高的安全性 • （2）具有良好的受流性能 • （3）应采用状态维修，减少维修带来的干扰 • （4）具有较高的可靠性和较长的使用寿命
高速铁路的受流技术及其评价
高速铁路接触网—受电弓受流系统的新特点
• 3、高速受电弓的特性
• （1）小的静态抬升力差 • （2）较小的归算质量 • （3）良好的跟随特性 • （4）大的横向刚度 • （5）良好的气动力外型和气流调整装置 • （6）与接触导线摩擦性能相匹配的滑板材料及钛合金材料 • （7）具有紧急降弓控制系统
综合接地的必要性
• 钢轨铺设于地面上，与地不良绝缘，存在对地漏 泄电阻。对于普速电气化铁路，钢轨对地漏泄电 阻较低，列车牵引电流也不大，正常运行时，钢 轨电位不高，将钢轨作为地线用于某些沿线设备 接地，一般不会引发设备和人身安全问题。必要 时才增设小型地网。
综合接地的必要性
• 高速铁路（与既有线不同）的一些特征： • （1）列车牵引电流大 • （2）牵引网短路电流大 • （3）钢轨对地漏泄电阻高
• 评价弓网受流质量从以下七方面考虑：
• 1、弓网间动态接触压力 • 2、接触导线最大垂直振幅 • 3、接触导线的抬升量 • 4、离线 • 5、硬点 • 6、接触网的静态弹性差异系数 • 7、接触导线弯曲应力
高速铁路的受流技术及其评价
接触网-受电弓系统的受流质量评价
• 接触网—受电弓系统的受流质量与接触网和受电 弓的匹配性能有很大关系。
高速铁路牵引供电系统
高速铁路受电弓
高速铁路受电弓
高速列车电力牵引受流的主要特点
• 1、接触网（与受电弓）的波动特性。 • 2、高速列车在高速运行时所受的空气阻力较常
速列车大得多，空气动态力也是影响高速受流的 一个重要因素。 • 3、受电弓从接触网大功率受流问题。
职称接触网论文3000字
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.。
高速动车受电弓故障监测及改进措施分析
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。
2高速接触网弓网关系
3 接触网和受电弓的相互作用
2020/11/27
3 接触网和受电弓的相互作用
弓网接触压力与运行速度的关系曲线
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3 接触网和受电弓的相互作用
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3 接触网和受电弓的相互作用
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3 接触网和受电弓的相互作用
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动态因素
受电弓的跟随特性
与受电弓工作高度有关
受电弓的空气动力特性与 受电弓数量及间距有关
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2 高速接触网的振动特性
2020/11/27
2 高速接触网的振动特性
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2 高速接触网的振动特性
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2 高速接触网的振动特性
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2 高速接触网的振动特性
所谓受电弓的归算质量，就是把整个活架式的受电弓 归算到接触线高度的一个质量，它与受电弓弓头具有相等 的垂直加速度。归算质量不是一个常数，与受电弓的升高 程度有关。
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3 接触网和受电弓的相互作用
2020/11/27
3 接触网和受电弓的相互作用
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3 接触网和受电弓的相互作用
高速受流技术是高速电气化铁路关键技术之一。
弓网关系强调接触网与受电弓是一个整体，研究弓网关系就 是研究两者间的相互作用。
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1 弓网关系的主要问题
振动系统 移动负荷 动态接触
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1 弓网关系的主要问题
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1 弓网关系的主要问题
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1 弓网关系的主要问题
接触网线岔处弓网故障分析及对策
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。
弓网故障分析及防范与抢修措施
人为操作因素
操作不规范
如果工作人员在操作设备时不遵 守操作规程，或者操作技能不够
熟练，可能会导致弓网故障。
安全意识薄弱
如果工作人员的安全意识不够强 ，可能会忽视一些安全隐患，从
而增加弓网故障的风险。
培训不足
如果工作人员没有得到足够的培 训，可能无法熟练掌握操作技能 和处理突发情况的能力，进而引
发弓网故障。
外部环境因素
自然灾害：如暴雨、洪涝、雷电等自 然灾害可能会导致设备损坏，进而引 发弓网故障。
温度变化：极端的高温或低温可能会 影响设备的性能和稳定性，从而引发 弓网故障。
外部干扰：如电磁干扰、通信干扰等 外部干扰可能会对设备的正常运行产 生影响，增加弓网故障的风险。
以上列出了弓网故障的几个主要原因 ，针对这些原因，可以采取相应的防 范和抢修措施来降低弓网故障的风险 和影响。
3
大数据分析
运用大数据技术对弓网系统运行数据进行挖掘和 分析，为故障防范和抢修提供数据支持，优化运 维策略。
THANK YOU
协调配合
与相关部门紧密配合，确 保信息畅通，及时获取故 障现场的实时信息。
资源调配
紧急调配抢修所需的设备 、材料和人员，确保抢修 工作能够迅速展开。
现场抢修方案
故障定位
迅速定位故障点，通过对弓网系统的仔细检查， 找出故障根本原因。
抢修方案制定
根据故障原因和现场实际情况，制定科学、合理 的抢修方案。
分类三：按故障影响范围可分为局部故障和全局 故障。局部故障影响范围较小，可能仅影响一台 机车；全局故障则可能导致整个线路或区域的机 车运行受阻。
分类二：按故障性质可分为机械故障和电气故障 。机械故障主要由磨损、疲劳等原因引起；电气 故障与电气设备、绝缘性能等因素密切相关。
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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
根据大量统计和国外的经验，接触线、承力索和绝缘子等部件的故障分布不符合指数规律，故将它们及其相关部件单列，而将符合指数分布规律的定位装置、支持和基础等合并成一类，得到高速铁路接触网失效的故障树模型，如图1
所示。
由图1可见，接触网的各部件之间为串联连接。
接触网发生故障，都将导致牵引供电系统对动车组的供电故障，它是一个逻辑上串联的系统。
因此整个系统的可靠性指标，如故障率、修复率、修复时间、可用度和不可用度等，均可通过部件的简单串并联公式计算得到。
受电弓的可靠性模型
基于FTA同样建立了受电弓的故障树，受电弓的各部件单列，认为其符合指数分布规律，得到高速铁路受电弓失效的故障树模型，如图2所示。
如图2可见，受电弓的各部件之间为串联连接，受电弓发生故障，将导致弓网受流系统对动车组的供电故障，由于受电弓与接触网之间的相互作用，它还会对接触网产生影响，它是一个逻辑上串联的系统。
因此整个系统的可靠性指标，如故障率、修复率、修复时间、可用度和不可用度等，均可通过部件的简单串并联公式计算得到。
弓网受流的可靠性模型
将图1和图2合并得到弓网受流系统的故障树模型，如图3所示，接触网系统与受电弓系统的元件可视为多个元件的串联，由图3可见。
不论是受电弓还是接触网发生故障都会影响弓网受流，是一个逻辑上的串联系统。
由于接触网系统的投资高，如果接触网发生故障将会导致严重的后果，但受电弓作为一个单独部件，如果受电弓装有自动降弓装置(ADD)，当发生故障时，可以进行降弓操作，从而避免对接触网系统造成影响。
弓网系统可靠性评估
通过简单元件的串并联公式可以得到接触网和受电弓的可靠性指标，而整个弓网系统可视为这两个子系统的串联。
设各部件的故障率和修复率为不同分布的随机变量，根据串联系统可靠性计算公式，可得接触网系统的故障率、修复率、修复时间、系统的可用率和不可用率如下：
这样，就将弓网系统的可靠性评估问题转化为随机函数的数学期望值的求解问题，利用可靠性，可以实现弓网系统的可靠性评估。
弓网可靠性数据
以100km长的接触网为一个统计基准，对接触网和受电弓每个部件的失效和维修进行统计。
根据宝成线长年的统计结果，对比较离散的接触线、承力索和绝缘子的故障率和修复率用梯形模糊变量描述，其余部件用三角形模糊变量描述，得到接触网故障率、修复率及其模糊分布如表1和表2所示：
表1数据是一台德国WBL85（250Km/小时）受电弓上的各部件的数量、平均无故障里程数和平均每百万公里故障次数：
将接触网、受电弓的故障率、修复率等均视为随机模糊函数，利用式①～④接触网的可靠性精确和模糊评估。
如表3所示。
由表3可见，受电弓的故障率要高于接触网系统的故障率，弓网的可用率要高于接触网系统的可用率，是由于接触网系统的无备用所引起的，并且整个弓网受流系统的故障率、修复率、修复时间和可用率等可靠性指标都与接触网的诸项指标非常接近，因此可以得到这样的结论：弓网受流系统的可靠性主要取决于接触网的可靠性。
其次，模糊评估
与精确评估的误差都在5％以内，可满足工程精度的要求。
进一步的分析表明，最终的计算结果对梯形分布的和，以及三角形分布的较敏感，而对隶属度较低的梯形分布的和，以及三角形分布的和不敏感。
因此在实际应用中，只要知道了各部件故障率的大致分布，就可以比较精确地计算整个弓网受流系统的各项可靠性指标。
这极大地方便了工程应用，特别是对我国投运时间短，尚缺少实际运行经验和可靠性统计数据的高速铁路弓网受流系统，这一优点就显得非常重要。
综上所述，本文首先基于故障树分析法分别建立了接触网和受电弓的可靠性模型，进而建立了整个弓网受流系统的可靠性模型。
在大量调研和统计分析的基础上，用梯形模糊变量来描述接触线、承力索和绝缘子的故障率和修复率，用三角形模糊变量来描述接触网和受电弓其他部件的故障率和修复率，利用可信度理论，实现了弓网受流系统可靠性的模糊评估。
计算结果表明，弓网受流系统的可靠性主要取决于接触网的可靠性，而且只要知道了各部件故障率和修复率的大致分布，就可以较准确地计算出整个系统的可靠性指标，误差满足工程精度的要求。
特别是对我国投运时间短，尚缺少实际运行经验和可靠性统计数据的高速铁路弓网受流系统，本文提出的方法具有一定的工程实用价值。
针对受电弓的自动降弓可靠性对于受流系统可靠性将进行进一步的研究。
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（作者：北京交通大学电气。