朱光亚，吴广宁，韩伟峰，高国强，刘贤汭

(西南交通大学 电气工程学院，四川 成都 610031)

高速列车起动过程中，由于静态升降弓造成弓网离线，此时，接触网导线和受电弓滑板之间的离线电压高，列车起动电流大，导致离线间隙间的空气发生击穿，产生大量的电子、离子，并最终使得间隙的空气呈现离子态，产生弓网电弧。电弧的存在一方面对于维系弓网系统在离线过程中的持续受流有很重要的作用，另一方面，电弧燃烧过程中的弧柱最高温度超过10 000 K，接触线表面和滑板表面温度极高，导致接触线表面的金属熔溅，碳滑板表面也出现“麻点”，弓网接触面材料严重磨损[1，2]，如图1所示。因此，开展弓网电弧燃烧过程温度场分布的研究，分析弓网系统几何参数及列车运行电气参数对电弧温度场分布的影响，并最终得出接触副材料的电气磨损机理，对于提升弓网系统的服役性能，保障高速铁路弓网系统的安全、稳定，保障列车可靠运行有着重要的现实意义。

图1 现场运行弓网接触面磨损情况

目前，国内外有关弓网电弧的研究主要是关于电弧产生过程中的电压、电流等电气参数的变化特性，电弧温度场分布及电弧形态变化等内容的研究则主要集中于开关电弧和真空电弧，对于弓网电弧温度分布和形态变化的研究较少。文献[3-5]采用净发射系数法(NEC)分析开关电弧弧柱的温度场分布。西安交通大学吴翊利用P1辐射模型仿真分析开关电弧的温度分布，指出在仿真分析电弧燃烧过程中温度分布情况时，不仅要考虑电弧高温部分对外界辐射的能量，还要考虑电弧边界低温区域对辐射能量的吸收，并指出采用P1辐射模型模拟电弧温度场分布更可靠。……