試論軌道交通列車弓網受流質量

王航海　魏孔鷹

摘要：隨著我國國民經濟的高速發展，經濟繁榮必然伴隨著交通出行頻率的增長，這就使得國民日益增長的出行需求和日漸增長的交通壓力間的矛盾越來越大，軌道交通列車的發展和應用成為了緩解這一矛盾的重要手段。弓網系統是影響軌道交通列車安全運行極其重要的因素，本文主要介紹了軌道交通列車弓網系統構成及影響其受流質量的因素。

關鍵詞：軌道交通列車;弓網系統;影響因素

1.引言

在我國城市化推進速度和軌道交通列車高速發展的背景下，越來越多的城市通過修建軌道交通列車來提高人們的出行效率。軌道交通列車在解決城市交通擁堵和人們日常出行中發揮著越來越重要的作用，它具有發車頻率高、運行速度快、專用軌道不堵車、準點率高、大運力等優勢。同時，軌道交通列車又具有占用空間小，清潔無污染等優點而被廣泛使用。軌道交通列車主要的供電方式有弓網系統和靴軌系統兩種，弓網系統和靴軌系統的受流形式分別為接觸網受流和第三軌受流。相較于靴軌系統，弓網系統具有更好的受流性能，所以廣泛使用于軌道交通中。

2.弓網系統

弓網系統主要由兩大部分組成，分別是受電弓和接觸網，受電弓和接觸網是兩個完全獨立的系統，各自有自己獨特的特性和技術要求。受電弓從接觸網獲取電能，將接觸網上的電能傳輸至供電系統，為軌道交通列車的運行提供能量輸入。

2.1接觸網

接觸網為架空式接觸網，顧名思義，接觸網通常架設在鐵路軌道的上空，是軌道交通列車牽引設備的主供電設備，主要通過受電弓為軌道交通列車提供電能。架空式接觸網按照其懸掛方式的不同分為柔性懸掛接觸網和剛性懸掛接觸網兩種。接觸線作為接觸網的重要組成部分，既是牽引電流的主要承載者又是受電弓的滑道。

2.2受電弓

受電弓是軌道交通列車的受流設備，是軌道交通列車和接觸網之間的橋梁。一個良好的受電弓設計方案會對弓網系統的受流質量具有十分積極的影響，相反，糟糕的受電弓設計是無法與接觸網形成良好的匹配，還會產生與期望相悖的結果。在現有的軌道交通列車中，應用最為廣泛的受電弓形式為單臂雙滑板受電弓，單臂雙滑板受電弓由底架、高度止擋、絕緣子、框架、下部支桿、下部導桿、上部支桿、上部導桿、弓頭、滑板、弓角、升高和降低裝置、電流傳送裝置、吊鉤閉鎖器等子部件組成。連桿機構是整個受電弓的最關鍵機構，連桿機構的作用是：在升弓和降弓的過程當中，保持受電弓的弓頭能夠平穩的上下運動，并且要保證弓頭運動過程中運動軌跡始終未一條直線，并能在最高點保持不動，而且要保證弓頭的角位移偏差盡可能的小。

3.弓網受流質量

受電弓弓頭的滑板與接觸網最下方的接觸線滑動接觸，從接觸網上取下電流輸送給城軌列車，這個過程稱為受流。弓網受流過程是一個動態過程，包含了多種機械運動形式和電氣狀態變化，在此過程中，受電弓弓頭的碳滑板與接觸網的接觸線纜滑動接觸，電能從接觸網的接觸線纜通過受電弓傳輸給軌道交通列車。弓網受流質量，是指高壓電能在接觸線跟受電弓兩者之間傳輸的順暢程度。開展弓網系統受流質量研究是十分必要的。

4.影響因素

由于軌道交通列車的工作環境非常復雜的并且是十分惡劣的，在這種工作環境下，影響弓網受流質量的因素也是十分復雜的。

受流質量與接觸網傳輸到列車電能的質量密切相關，直接影響列車牽引系統的電氣性能，而接觸網網壓和網流正是反映該電能質量的最直接參數，所以網壓和網流檢測是必不可少的。根據軌道交通弓網受流系統的相關標準，若要檢測和評價弓網系統的受流質量，至少應測量弓網接觸壓力或者燃弧率，以及受電弓通過定位點時的接觸線抬升量。

評價弓網受流質量的一個重要參數就是弓網接觸壓力。接觸網和受電弓之間的接觸壓力應該保持在一個適中的基準水平。與基準壓力水平相比，接觸壓力越小，弓網之間的接觸狀態就會越差，此種狀態下受流質量也就越差，當接觸壓力小到一定的值后還會出現弓網分離，弓網一旦分離就會引起電弧，進而造成受電弓和接觸網電灼傷。與基準壓力水平相比，接觸壓力越大，受電弓滑板和接觸線之間的磨損就會越大。并且，當弓網之間的接觸壓力出現急劇變化時，通常伴隨著接觸網硬點的出現。

通過受電弓和接觸網之間的電弧測量結果統計得出的一個重要指標就是燃弧率。當受電弓和接觸網之間出現電弧頻率較高時，二者之間出現電弧數也越多，此時燃弧率越高，也表示受流質量越差。反之，當受電弓和接觸網之間出現電弧頻率較低時，二者之間出現電弧數也越少，此時燃弧率越低，也表示受流質量越好。

接觸網線距離鐵軌平面的高度稱之為導高。通過導高可以得到一個重要的指標，我們把這個指標稱作接觸線抬升量。當導高保持在比較理想的區間內時，接觸網的抬升量就較低，受電弓和接觸網之間的耦合狀態較好，因此受流質量也越好;當導高無法保持在比較理想的區間內時，造成接觸網的抬升量也越高，此時受電弓和接觸網之間的耦合狀態較差，受流質量也就越差。

列車的運行速度同樣對受流質量具有一定的影響，行車速度越大，維持弓網之間的良好接觸越困難，受流質量也會隨之降低。當速度超過正常允許范圍以上時，受流性能會嚴重惡化，甚至影響列車正常運行。同時，為了便于查找列車運行過程中受流質量不理想的位置，記錄該位置的運行里程是十分有效的。

5.結束語

在交通壓力持續增大的背景下，軌道交通列車的發展和應用能夠緩解交通出行之矛盾。本文作者多年從事軌道交通列車弓網關系研究，對軌道交通列車受流質量有著深刻的認識和理解，作者認為，急需設計一套適用于軌道交通列車的弓網受流質量檢測系統，實時檢測弓網受流參數，及時分析評價列車的運行狀況，以便能及時發現問題，盡可能地減少或避免弓網故障，這對于保障弓網系統的穩定受流與列車的安全運行具有極其重要的現實意義。在此主要介紹軌道交通列車弓網系統構成及影響受流質量的因素，以期能夠為相關從業者提供一定幫助。

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