受电弓与接触网系统

14 m
Re 200 mod
1.80 m
从 Re 200基础上发展起
来 适用于230km/h以内
接触线
的速度
AC100CuAg 13kN
承力索 18 m BzII 70 15kN
弹性吊索 BzII 35 2.8kN
吊弦
5m
BzII 10
65 m
Re 250
1.80 m
全新的开发，
首次应用铝合金件
接触线
空气动力FAER ——气流对受电弓的作 用力
动态分力FDYN ——由垂直振动引起的 惯性力
1. 受电弓
平均抬升力目标值（AC系统）
200 N
160
120 Fm= 0,00097 * V2+ 70 (1)
80
40 (1) V in km/h
0 0 40 80 120 160 200 240 280 km/h 360 Speed
速度可达 350 km/h
弓网关系技术范畴
（1）几何特性
接触线不能离开受电弓与弓头的工作范围
（2）动态相互作用 弓网是两个振动子系统，取决于受电弓与接 触网的特性以及运行环境
（3）材料接口
接触线和滑板的磨耗、接触点的最大允许电 流很大程度上取决于接触线和滑板的材料
（4）接触点集流量 接触点不能出现过热
集流量
用户需求
运营管理
弓网系百度文库设计
动态验收
接触网施工设计
静态验收
施工（测量、预配、安装、调整）
本专题的主要内容
1. 受电弓 2. 弓网几何特性 3. 弓网动态相互作用 4. 弓网材料接口 5. 弓网电接触特性 6. 弓网系统的设计、施工与验收
1. 受电弓
定义 安装在电气列车上的一种从一根或几根接触线上集
受电弓的上部工作位置高度 受电弓的下部工作位置高度 受电弓的工作范围 动态包络线 伸展包络高度 电气间隙 接触线高度最小值 接触线高度最大值 接触线高度最小设计值
HCWd,max 接触线高度最大设计值
HCWnom DA1
标称接触线高度
超过最小接触线高度的设计偏差 a1 轨道的垂直误差 a2 接触线向下的安装误差 a3 接触线向下的动态位移 a4 导体温度和冰负载的影响
弓网系统的雏形
弓网系统的分类
受电弓
弓网系统
受电弓
取流靴 集电系统
集电系统的种类
弓网系统的基础理论
高速弓网系统的代表
日本新干线
振动问题、噪声问题 摩擦磨损问题
1996年1月26日，300X试验列车， 443km/h
Max:50m
1500mm
高速弓网系统的代表
日本新干线
1996年1月26日，300X试验列车， 443km/h
高速弓网系统的代表
法国交流铁路
大西洋高地 3AD5速中0MEk3海m0高0/东2kh速7m南0/k高hm速/h 2007年4月3日，TGV，法国东部线，574.8km/h
高速弓网系统的代表
德国联邦铁路
14 m
承力索
弹性吊索
BzII 50 10kN BzII 25 2.3kN
吊弦 BzII 10
80 m
——两个运行方向的平均抬升力应该相等且只随速度变化略有增加；平 均抬升力应能防止燃弧，同时应使接触线抬升、磨损保持最小 ——静态接触力应该满足静态取流要求
（AC系统：60～90N、DC1.5kV系统：70～110N） ——滑板的质量应尽可能低，以便实现最佳的动态特性 ——频域动态视在质量应在小范围内，且不应有明显突出的峰值 ——设置自动降弓装置（ADD），能使受电弓在故障时落下
弓网系统的作用
√接触网是 受电弓的路
弓网接触点是电能传输的瓶颈
√预期的 使用寿命
弓网系统的核心问题
固
接触点（纽带）
定
设
备
移 动 设 备
运行可靠性 接触质量
机械作用 电气作用
电能传输！
材
两个振动子系统
料 匹
（接触力与抬升） 配
小接触面传输大电流
（接触电阻与燃弧）
运行寿命
摩擦磨损
（机械摩擦与电气磨损）
1. 受电弓
与受电弓相关的部分标准
UIC 608
国际通用受电弓
UIC 794
欧洲高速铁路网受电弓与接触网相互作用
EN 50206-1 干线车辆受电弓特性与测试 （TB/T 1456）
EN 50206-2 地铁和轻轨车辆受电弓特性与测试
1. 受电弓
对受电弓的基本要求
不可能为了特定接触网单纯设计受电弓 受电弓的基本特性应适合于规定的应用范围
行驶速度可达 280km/h
AC120CuAg 15kN
18 m
承力索
弹性吊索
BzII 120 21kN BzII 35 3.5kN
吊弦
5m
BzII 10
65 m
1988年5月1日，ICE/V， 406.9km/h
Re 330
1.80 m
从 Re 250基础上发展起来
。可用一个受电弓，行驶
接触线 AC120CuMg 27kN
取电流的专用设备，由弓头、框架、底架和传动系统 等部分组成，其几何形状可以改变
1. 受电弓
单臂受电弓的基本结构
(1) 框架 (2) 底架 (3) 弓头 (4) 滑板 (5) 弓角 (6) 弓头长度 (7) 弓头宽度 (8) 弓头高度 (10)滑板长度 (11)下部工作位置 (12)上部工作位置 (13)工作范围 (14)落弓高度
弓网关系技术范畴
（1）几何特性
横向参数
接触线相对弓头中心的偏移
垂向参数
接触线高度与坡度
受电弓数量和间距
多弓与中性区长度
（2）动态相互作用
弓网接触力（或燃弧）、定位点抬升
（3）材料接口
接触线材料（铜或铜合金） 滑板材料（金属、浸金属碳、碳）
磨耗
（4）接触点集流量
接触点温度
构建一个新的弓网系统
弓网关系 技术规范 几何特性 动态性能 材料组合
DA2
低于最大接触线高度的设计偏差
a5 轨道的垂直误差
a6 接触线的动态位移
a7 接触线向上的安装误差
1. 受电弓
受电弓的抬升力
wind
F
F
DYN
F0 FR
FAER FR
F = F0 ± FR + FAER ± FDYN
受电弓设计
接触网、轨道等
弓网接触力F——受电弓垂直作用到 接触网上的力
静态接触力F0 ——停车时，传动机构 使受电弓垂直作用到接触网上的力
摩擦力FR ——关节间摩擦产生的力， 与弓头运行方向相反
Fm
1. 受电弓
平均抬升力目标值（DC系统）
2. 弓网几何特性
弓网相互作用的基本要求
垂向：接触线不离开受电弓的工作范围 横向：至少有一支接触线在弓头的工作范围内
2. 弓网几何特性
受电弓上、下工作位置 之间的范围为工作范围
LPupp LPlow WR KE/KLG SE EC HCWmin HCWmax HCW d,min