摘要：受电弓是城市轨道交通供电系统中的重要设备之一，是接触网的重要组成部分，在牵引供电系统中具有十分重要的地位。然而受电弓在长期的运行过程中，会受到诸多因素的影响，进而影响其使用寿命。随着城市轨道交通行业的快速发展，受电弓出现了许多问题，为了解决这些问题，提高受电弓运行质量，本文首先阐述了受电弓的工作原理和结构组成；然后结合实际案例分析了受电弓弓头及滑板的设计要点；最后探讨了受电弓弓头及滑板未来发展方向。

关键词：轨道交通；受电弓；工作原理；未来发展

引言

城市轨道交通在我国的发展越来越快，目前已有北京、上海、广州、深圳等几十个城市在运营，城市轨道交通牵引供电系统是由接触网和受电弓组成。受电弓在电气化铁路中，主要作用是将高压交流电通过接触导线与接触网建立联系，将电流从接触网导入电力机车或其他受电设备，并使之产生受流和供电。

在城市轨道交通供电系统中，受电弓是最重要的设备之一。目前城市轨道交通接触网多采用“弓-网-车”模式，即接触网与受电弓分别作为接触线与受电弓接触连接。当受电弓出现故障时，列车必须停下来检修受电弓，检修完毕后列车才能继续运行。

然而在城市轨道交通运营过程中，受电弓经常出现故障。如受电弓弓头断线、接触压力不足、接触电阻过大、弓头严重磨损、受电弓结构强度不足等问题都会导致受电弓的故障和损坏，严重影响城市轨道交通的运营安全。

一、受电弓的工作原理及结构组成

受电弓是受电接触网中的一个部件，是电力机车受电弓与接触网之间的一种电气连接装置。它是通过高压导线将电力机车或受电弓与接触网之间的电能输送到接触网上。受电弓由弓头、弓臂、滑板、承力索、牵引装置等几部分组成。

受电弓的结构主要分为两部分，即弓头和滑板。弓头主要由弓体、安装支架、导向装置、活动支撑、固定支架及调整机构等组成；滑板主要由滑板支架、连接杆、定位装置等组成。受电弓的工作原理是：当机车车辆在运行时，接触线与接触网上的受电弓之间就会产生电磁力，同时受电弓在接触网上获得一定的拉力，从而将电能从接触线上转移到受电弓上。

在实际应用中，受电弓滑板经常会出现下陷的情况，这是由于受电弓滑板与接触网接触面积较小造成的。当车辆在运行时，会产生一定的振动和冲击作用，导致受电弓滑板与接触网之间产生较大的相对位移，从而造成受电弓滑板下陷。为了减少下陷现象的发生，应该采用加大滑板尺寸或增加滑板厚度等措施来解决该问题。

二、受电弓运行中的常见故障分析

受电弓是轨道交通供电中的重要设备，它主要作用是从接触网吸取电流，进而驱动列车运行。在列车运行过程中，受电弓也会出现一些故障，主要有以下几点：

（1）受电弓在运行过程中会出现倾斜、抖动、跳动、卡滞等现象，造成这些现象的原因主要有以下几点：

a。受电弓的定位装置与滑板连接处存在间隙，当列车高速运行时，受电弓抬升过程中滑板与定位装置接触不良，造成受电弓倾斜；

b。受电弓的高度调节机构调整不合理，导致受电弓不能完全抬升到合理高度；

c。受电弓弓头与滑板间的缝隙过大；

d。受电弓抬升过程中存在着一定的阻力，导致受电弓抬升过程中出现抖动现象。

（2）受电弓的抬升机构与滑板间存在一定的间隙，当列车高速运行时，受电弓抬升过程中存在着一定的阻力，导致受电弓不能完全抬起到合理高度。

（3）由于在日常维护中不及时清理弓头上的污垢或清洁不到位等原因导致受电弓运行过程中出现卡滞现象。

（4）由于车辆设计缺陷，在受电弓运行过程中发生滑移现象。

（5）受电弓在运行过程中受到其他列车的撞击，造成滑移或卡滞现象。

（6）在运行过程中受电弓出现异响和振动等异常情况，且有逐渐加重趋势，严重影响正常运行。

三、受电弓滑板及弓头设计要点分析

滑板及弓头的设计要考虑到受电弓的承载能力，并要满足运营条件下的安全、可靠运行。因此，在设计时，要根据受电弓弓头及滑板的材料选择、尺寸确定、外形设计、安装位置等进行综合考虑。

1）材料选择：受电弓滑板及弓头材料一般采用钢材，但钢材存在耐腐蚀性差、脆性大、加工困难等问题，因此在选用钢材时，要根据实际情况进行综合考虑。

2）外形设计：受电弓滑板及弓头的外形设计也是至关重要的，其外形尺寸不仅影响到滑板与受电弓接触位置的几何关系，还会影响到接触线的位置。因此在外形设计时，要考虑到接触线和受电弓滑板之间的间隙问题。

3）安装位置：受电弓滑板及弓头在安装时要严格按照相关规定进行安装，同时还应保证其与受电弓接触位置和受电弓弓头的几何关系不发生变化。由于受电弓弓头与受电弓滑板之间存在一定的间隙，因此在安装时应保证其间隙均匀。

四、弓头及滑板未来发展方向探讨

1、弓头的改进方向：弓头在长期的使用过程中，由于摩擦、磨损、腐蚀等原因，会造成弓头的材料强度下降，而受电弓的工作条件一般是高速运行，因此为保证其稳定运行，需要对其进行改进，使其具有足够的强度。

2、滑板材料的改进方向：受电弓滑板材料在长期使用过程中，会因摩擦和磨损而造成接触压力降低，为保证其能够满足受电弓的使用要求，需要对滑板进行改进。

3、弓头外形的改进方向：为了提高受电弓在实际运行过程中的稳定性和可靠性，应对弓头进行优化设计，使其具有较强的承载能力；同时也需要对受电弓的外形进行优化设计。

4、滑板与弓头连接方式的改进方向：为提高滑板与弓头之间的接触压力，应将受电弓滑板与受电弓之间设置一个缓冲装置；同时为提高其使用寿命，应采用新材料、新工艺制造弓头与滑板之间的连接方式。

结束语

综上所述，受电弓是城市轨道交通牵引供电系统的重要设备之一，其功能主要是将电力机车的电力引入到接触网，在列车运行中，受电弓的主要作用就是将电力引入到接触网中，为列车提供电力。受电弓作为一种接触网的设备，其工作原理直接影响着轨道交通的运营和维护。总之，随着城市轨道交通的快速发展，受电弓作为城市轨道交通供电系统中的重要设备，其使用性能直接关系到整个供电网络的运行质量。

参考文献：

[1]高兴彬，晋睿，黄德勇.城市轨道交通受电弓工作原理浅析及未来发展方向[C]//《高速铁路与轨道交通》旗舰版2018年4月.重庆轨道交通（集团）有限公司;，2018：5.

[2]辛恩承;谢文硕;张瑞芳;刘峰;慈小峰;韩彦青.高速受电弓动力学仿真分析研究[A]. 第十九届中国航空测控技术年会，2022.