金 光，娄刘娟，于 龙，陈唐龙

0 引言

工程实践表明，弓网关系是目前制约国内高速电气化铁路发展的瓶颈之一，而弓网电弧是弓网关系中需要解决的核心问题。

弓网电弧的危害主要有以下方面：对接触线和受电弓滑板产生侵蚀和磨耗；产生过电压；产生高频噪声；电力机车（高速动车）供电质量下降。因此研究电气化铁路中的弓网电弧问题，对促进国内高速铁路的建设和发展具有重要意义[1，2]。

1 弓网电弧的光谱特性

当机车高速运行时，机车通过其顶部的受电弓从高压接触线获取所需要的电流，当二者良好接触时，其电压相等。但在二者分离的瞬间，其电压差急剧增加，使得它们之间的气体发生“击穿”现象，从而引起气体放电。放电现象发生时，在电极最近处空气中的正负离子被电场加速，在移动过程中与其他空气分子碰撞产生新的离子，该离子大量增加的现象称之为“电离”。空气发生电离时，温度急剧上升，同时以弧光的形式发射出能量。

通过光谱分析仪，在25 kV 交流电、铜导线和金属冶金滑板的实验环境下，可以测得弓网离线电弧光谱特征分布曲线。由实验可知，弓网电弧能量的分布相对比较集中，其中紫外光部分的波长主要集中在3 个区域内：270～300 nm，320～330 nm，396～400 nm[3，4]。因此，在实际测量中，只需要重点检测这几个波段的紫外光，便可较为准确全面地检测是否有弓网电弧现象发生，从而得到弓网离线相关参数。

2 系统总体设计

该系统主要是根据弓网电弧的光谱特性，采用光电传感器捕捉弓网离线时所产生的紫外光，由此来判断是否有离线情况发生。……