高速铁路弓网受流质量分析与改进方法

摘要：在高速铁路供电系统中，受电弓与接触网可靠的接触是确保动车组良好取流的关键。本文阐述了高速铁路弓网受流质量的评价指标，分析了影响受流质量的原因，提出了改进弓网受流性能的方法。

关键词：高速铁路;弓网关系;受流质量;改进方法

在350km/h的高速铁路牵引供电系统中，接触网是为动车组提供电能的关键设备。高速铁路列车速度较快，较之普速铁路在弓网受流特性方面有很大的区别，列车行驶越快，接触网与受电弓之间的可靠接触也越困难，电能传导质量随之降低。在弓网高速相对运动过程中，提高弓网受流质量是保证高速列车正常电压水平与电流负荷的关键技术之一。

一、高速铁路弓网受流质量评价指标

受电弓接受接触网的电流是通过两者的可靠、紧密接触来实现的，因此接触网良好的技术性能是确保正常弓网关系的根本条件，更是提升高速受流质量的关键因素。对弓网系统运行状态进行监测并分析其数据，总结出用于评价弓网关系正常与否的指标与体系，对于指导接触网设计、施工、维修等工作意义重大。

（一）弓网动态接触压力

弓网动态接触压力直接反映了接触网与受电弓的接触状态，接触线距离轨面的高度以及受电弓高速运行时的空气动力等因素都会影响动态接触压力，如果接触力过大，会加快受电弓与接触线的磨耗，特别是在安装有线岔、锚段关节等设备的地方，过大的冲击力会损坏受电弓;如果接触力过小，会出现离线现象，产生的电弧会烧损受电弓滑板或接触导线。

（二）硬点

接触线不平直或弹性突变的点称为硬点，一般将受电弓在接触线上滑行时垂直方向和线路方向产生的最大加速度来衡量硬点的严重程度。硬点的产生不但会影响弓网之间的正常电流传输，而且会使接触线局部磨耗加剧，过大的瞬间冲击力甚至会将受电弓严重撞损。

（三）离线率与燃弧

离线是指高速滑行的受电弓与接触线失去接触，离线率的计算方法：

式中：S—离线率;

∑—运行时间内各次离线时间总和;

T—运行时间。

由于高速铁路牵引电流很大，发生离线状况时，将在弓网之间产生电弧，电弧的高温会灼伤接触线与受电弓。如果离线严重，还会中断弓网之间的电流，造成动车组失压。对于运行速度350km/h的高速铁路，为保证动车组良好的受流质量，受电弓离线时间应控制在100ms以内，离线率应控制在5%以下。

燃弧是指受电弓与接触线之间在非接触瞬间产生的强烈放电现象。燃弧产生的原因包括在接触网施工过程中造成的接触线波浪弯、接触线距离轨面高度不合适和接触网弹性不均匀等方面。燃弧的产生不但会烧损相关设备，还会产生很大的电磁干扰，影响铁路沿线的周围环境。

（四）接触网弹性不均匀度

接触网弹性不均匀度不仅与接触网悬挂类型、承力索接触线张力、结构高度和跨距等因素有关，而且与施工过程中的精确度有关。如果弹性不均匀度较差，会加快接触线的磨耗從而缩短其寿命，受电弓的高频振动加剧，影响弓网之间的接触压力，离线率和产生电弧的频率都会提高，严重影响弓网关系的平稳性。

二、弓网受流性能改进方法

（一）接触网设计方面

弹性吊索设计是影响接触网系统弹性和弓网受流质量的最重要因素，要根据承力索与接触线的张力、跨距、定位装置等因素统筹考虑，确定合理的弹性吊索张力值和长度值。为适应高速铁路弓网之间的工作关系，接触网尽量采用重量较轻的定位器、电连接线夹、分段绝缘器等设备，减少由于接触线上的集中重量而产生的硬点，提高定位点和电连接处的弹性;增加承力索与接触线的张力，减小定位点与跨中弹性的差异;延长锚段关节长度，减小非工作支坡度，确保受电弓在锚段关节处的平滑过渡。

（二）接触网施工方面

高速铁路接触网施工应成立专业的、固定的测量人员组成专业化的测量队伍，对接触网相关参数进行测量，购置精度高、性能好的测量仪器，仪器使用前必须进行校核，严格控制数据的准确性，为后续计算提供可靠的参数依据。采用专用、成熟的计算软件对腕臂、定位、吊弦等装置进行计算，输出满足后续预配所需要的所有数据，结算结果要多次复核，没有问题才能下发到预配车间。高速铁路接触网的腕臂、定位、吊弦等设备的预配必须实行工厂化、标准化管理，确保预配质量。

为防止接触线出现不可恢复的硬弯，接触线的展放必须采用专业的恒张力作业车进行，施工前检查作业车车况和路况。接触线架设完毕后，不能急于安装吊弦，应等待4～5天接触线和承力索蠕变伸长后再安装，防止在吊弦处生成硬弯。

（三）接触网维护管理方面

运营期间使用综合检测车加强对弓网接触网压力、硬点、离线率、燃弧方面的检测，对检测出的数据及缺陷进行认真分析，制定整改方案。检修人员严禁踩踏接触线或用手拉动接触线，保证接触线的平直状态。需要对接触线进行力的卸载时，必须使用无损紧线器，避免线索被工具拉弯。加强对锚段关节、线岔、分段绝缘器等重要位置的巡视和检测，确保受电弓能够平滑过渡，不发生打弓、脱弓和电弧的产生。

三、结语

随着我国高速铁路建设的迅速发展，接触网与受电弓之间的弓网受流质量成为制约列车速度的重要因素。高速铁路动车组受电弓与接触网在高速相对运动状态下，提高弓网受流质量显得更加重要。影响受流质量的因素是多方面的，包括弓网动态接触力、硬点、离线率与燃弧、接触网弹性不均匀度等。必须从接触网的设计、施工、运营管理等环节加以重视，确保高速铁路牵引供电系统的安全与稳定。

参考文献：

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[2]TB10758-2010 J1154-2011高速铁路电力牵引供电工程施工质量验收标准[S].北京：中国铁道出版社，2011.

[3]王小兵.高速铁路接触网硬点检测与成因分析[J].中国铁路，2018（04）：98-102.

作者简介：邹祥龙（1982-），男，山东蓬莱人，辽宁铁道职业技术学院电气工程系讲师，研究方向：铁道供电技术。