张 静 宋宝林 谢松霖 张翰涛 刘志刚

（1. 西南交通大学机械工程学院 成都 611756 2. 西南交通大学电气工程学院 成都 611756）

0 引言

目前，高速列车普遍采用电力牵引方式。受电弓是安装在高速列车上的一种从接触网上集取电流的专用设备，因此受电弓和接触网之间平稳的接触状态是保证列车受流质量优良的关键[1]，高速铁路受电弓-接触网系统示意图如图1所示。在高速列车受流质量的评价体系中，接触力是其非常重要的指标。随着高速列车速度的提升，受电弓与接触网之间复杂的耦合振动会更加剧烈，体现在接触力的波动变大，受流质量急剧变差，脆弱的弓网系统已经成为高速列车舒适性和可靠性提升的严重障碍[2]。当接触力波动幅度过大时，弓网系统容易出现离线、燃弧等现象，使得受流质量变差，受电弓也容易出现故障损坏。接触力过大时，既加重了受电弓滑板的磨损，同时也增加了运维成本。根据中国铁路总公司统计资料，牵引供电系统故障造成的铁路事故在2008年、2009和2010年分别占到了当年事故总数的28.8%、40.4%、29.6%，因此研究高速运行中受电弓-接触网系统的动态性能和改进措施对高速铁路安全运行有重要的意义[3]。

图1 高速铁路受电弓-接触网系统示意图Fig.1 Schematic diagram of pantograph-catenary system of high speed railway

针对弓网接触力波动的问题，国内外学者对高速弓网关系进行了大量的分析与研究，比如优化受电弓结构[4]、优化接触网结构[5-6]和优化受电弓静态抬升力[7]等。由于受电弓结构优化难以及时调整，所以适应不同类型的接触网的灵活性较差。……