胡德旺，周春晓，毛承雄，王 丹，刘东辉，李岩磊，杜玉亮

（1 华中科技大学 电气与电子工程学院 电力安全与高效湖北省重点实验室，武汉430074；2 中国铁道科学研究院集团有限公司 机车车辆研究所，北京100081）

当今中国的高速铁路事业迅速发展，机车运行速度的提升成为必然趋势。近年来，电力机车速度提升越来越受到传统工频变压器质量和体积的限制。与传统变压器相比，电子电力变压器（又称为电力电子变压器、固态变压器）体积小、质量轻、效率高，能量可双向流动［1-2］。其应用于列车牵引领域即为电力电子牵引变压器PETT（Power Electronic Traction Transformer），以PETT为基础的牵引动力系统是未来高速铁路牵引系统的发展方向［3］。

高速列车通过受电弓从接触网取电，弓网系统的性能对于列车安全、高速和稳定的运行具有重要的作用。由于现代电力机车运行速度快，容易出现弓网振动、升降弓操作等引起弓网离线，造成弓网间的空气间隙被击穿而形成弓网电弧。由此导致车载电气设备高频振荡过电压、接触网导线和受电弓滑板烧灼，造成重大事故［4］。

弓网离线一般有3种情况［5］：

（1）小离线（离线时间小于等于10 ms）。这种情况下的离线对列车运行影响较小，一般可以认为是无害的。

（2）中离线（离线时间在10～100 ms之间）。这种离线对列车运行有一定的危害，一般每公里只允许12次。

（3）大离线（离线时间大于100 ms）。这种离线状况对列车运行危害较大，每公里允许出现6次。

文献［6］基于Mayr电弧电路模型和Cassie电弧电路模型，考虑纵向气流吹弧效应，对电弧电压梯度U和电弧耗散功率P0进行修正，建立了降弓电弧电路分析模型；……