评价弓网关系的指标 运行可靠性
接触线抬升 接触线横向位置 静态接触电阻 弓网振动
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三 方 面
接触质量
（受流质量）
弓网系统电弧
机械摩擦 （磨耗） 电气磨损
小接触面传 输大电流
运行寿命
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受流摩擦磨损
1. 弓网系统综述 研究弓网系统的最终目的
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两自由度模型
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2. 弓网系统的振动特性
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接触力将弓与 网联系在一起
当受电弓与 接触网接触并 高速运行时， 受电弓弹簧系 统的振动、车 体的振动以及 风力等因素均 参与作用，受 电弓弓头在上 下、左右、前 后三个方向产 生运动
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接触线TCG100
承力索Cu90或Tj70 受电弓
ДЖ-5型，双臂
1961年8月15日，中国，宝凤段电气化铁路开通
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1. 弓网系统综述
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2008年6月24日，CRH3，京津城际客运专线，394.3km/h
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1. 弓网系统综述
中国铁路受电弓
ДЖ-5(苏)(6Y1) Q3 TSG1(1978)
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M7(6Y2) AM51BU(6G)
受 电 弓
AM51UF(8K) LV-2600(6K)
TSG3(1993)
DSA系列(200、250)(Stemmann-Technik)
8WL0系列(6YH69、SSS400+)(Siemens+Schunk)
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2. 弓网系统的振动特性
与接触网弹性有关的因素
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接触网的弹性（单位垂直作用力引起的接触线抬升)与跨距成
正比，与接触线和承力索的张力之和成反比 弹性沿跨距的一致性用接触网的弹性不均匀程度表示
弹性及弹性不均匀度与接触线截面、线索张力、接触网跨距、
结构高度、预弛度及有无弹性吊索有关，与接触网施工精度有关
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1. 弓网系统综述
SSS400+型受电弓(TSG19)
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优化了框架动力学性能、良好的动力学性能、降低收弓高度、双向运 行。运行速度350km/h
1. 弓网系统综述
安装在高速动车组上的SSS400+型受电弓
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2. 弓网系统的振动特性
wind
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F
FAER FR
弓网接触压力F——受电弓与接触 网之间的接触力 静态接触压力F0 ——驱动机构使滑 板与接触线间产生的接触压力 磨擦力FR ——关节间的磨擦力，与
F
DYN
F0 FR
弓头运动方向相反
空气动力接触压力分力FAER ——气
地中海高速(2001) 速度= 350km/h 承力索:锡青铜116mm2,20kN 接触线:铜合金150mm2,25kN
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1. 弓网系统综述
德国受电弓的发展
SBS65 Re160、Re200接触网时使用,碳滑板
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受 电 弓
DSA350S
三元弓,最高速度350km/h，碳滑板
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1. 弓网系统综述
日本接触网
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Max:50m
承力索：Cu150 19.6kN 950mm 接触线：CS110 19.6kN
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1. 弓网系统综述
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2007年4月3日，TGV，法国东部线，574.8km/h
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不同速度段的弓网系统，要解决的问题也不尽
相同
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2. 弓网系统的振动特性
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任何一个可以用时间的周期函数描述的物理量,都称之为振动
力学系统能维持振动，必须具有弹性和惯性。由于弹性，系统偏 离其平衡位置时，会产生回复力，促使系统返回原来位置；由于惯
德国接触网
吊弦 BzII 10
接触线
80 m AC100CuAg 13kN
18 m
承力索 BzII 70 15kN
弹性吊索 BzII 35 2.8kN 1.80 m
Re 250
全新的开发， 首次应用铝合金件 行驶速度可达 280公里/ 小时
吊弦 BzII 10
5m 65 m
接触线
AC120CuAg 15kN
小接触面传输大电流
（接触电阻与燃弧）
摩擦磨损
（机械摩擦与电气磨损）
运行可靠性
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接触质量
运行寿命
主要内容
1. 弓网系统综述
2. 弓网系统的振动特性 3. 弓网系统的电接触特性 4. 弓网系统的摩擦磨损 5. 弓网系统的动态仿真 6. 受电弓 7. 接触网的设计与施工 8. 弓网系统参数测量与弓网关系优异评价
1. 弓网系统综述
法国接触网
大西洋高速(1989) 欧洲北部高速(1993) 速度= 300km/h 承力索:锡青铜65mm2,14kN 接触线:Cu150mm2,20kN
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东南高速线(1981) 速度= 270km/h 承力索:锡青铜65mm2,14kN 接触线:Cu120,15kN 导高:5080
带弹性组合吊弦的复链形接触网
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镉铜线80mm2 镉铜线60mm2 硬铜线110mm2 导高:5000mm
弹性均匀，能满足210km/h受流需要 振幅较大，侧风时受流恶化
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1. 弓网系统综述
日本受电弓的发展
PS200A PS201 0系动车组,双臂,铜基粉末冶金滑板 200系动车组,双臂,铜基粉末冶金滑板
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1. 弓网系统综述
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1879年，柏林，第一辆电力机车，300m环形线路，DC150V，西门子
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1. 弓网系统综述
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1889年，弓状电流集电器，西门子
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1. 弓网系统综述
F = F0 ± FR + FAER ± FDYN
受电弓设计 接触网、轨道等
流对受电弓的抬升力
动态接触压力分力FDYN ——由垂直
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1. 弓网系统综述
法国受电弓的发展
AMDE 东南线,最高速度380km/h。Z型子母弓, 碳滑板
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受 电 弓
GPU
大西洋线,最高速度515.3km/h。单层Z型 弓,碳滑板(也可使用金属滑板)
CX
东部线,最高速度574.8km/h。碳滑板
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u = ((emax- emin) / (emax+ emin)) * 100 %
Re 330 8 %
0,3 Spt 1
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0,39 mm/N
2
3
4
5
6
7 Spt
Spt 1
2
3
4
5
6
7 Spt
吊弦处
吊弦处
2. 弓网系统的振动特性
Fc MH KH,CH,BH meq KF,CF,BF E Fc0 ZE ZL H ZH
x
SA
mD1 k D1
mD2
A EIA
k T1 mAT1
Dropper
Tower
k TW mATW
SA Support wire
SB
k DP mBTW
Contact wire
SB
mD1 mD2
B EIB
mBT1
mDP
接触网包括接触线、承力索、吊弦、定位器以及其它零件，既 有均布质量，又有集中质量，是一个非常复杂的振动系统
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1. 弓网系统综述
固定设备与移动 设备联系的纽带
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1. 弓网系统综述
移动设备 动态耦合 固定设备 接触点
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相互作用
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评价
弓网关系 评价指标
1. 弓网系统综述
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受电弓与接触网系统
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牵引供电系统
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弓网系统的核心问题
固 定 设 备
接触点（纽带） 机械作用 电气作用
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电能传输！
材 料 两个振动子系统 匹 （接触压力与抬升） 配
移 动 设 备
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2. 弓网系统的振动特性
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弓网接触力连接两个机械系统（接触网和受电弓），这两部分 均能振荡并且具有各种不同的质量模块、弹性系数、衰减系数和 自然频率。由于接触网具有弹性、在受电弓作用到接触网上时就 使接触线有一定的抬升量。实际上，沿接触线锚段变化的弹性导 致受电弓周期性上下运动，这种运动幅度取决于抬升力本身 随着速度的增加，动态部件对接触压力的影响越来越大，为了保 持受电弓滑板沿着接触线并不间断地与接触线接触，接触力的值必 须保持在一定范围，即动态范围