电气化铁路受电弓浅述

苑照国 李笑颜

摘要：在轨道交通领域中，电能是大多数列车的动力来源。电气列车一般通过受电弓这一装置实现从接触网取电，为列车上的用电设备提供电能。文章简述了受电弓基本分类及结构，阐述了日本、法国、德国以及我国的电气化铁路受电弓发展过程及主要型号。

关键词：电气化铁路;高速列车;受电弓

Abstract：In the field of rail transit， electric energy is the power source of most trains. The electric train generally uses the pantograph device to obtain electricity from the catenary network to provide electric energy for the electric equipment on the train. This paper briefly introduces the basic classification and structure of pantograph， and expounds the development process and main models of electric railway pantograph in Japan， France， Germany and China.

Keywords：Electrified railway; High speed train; Pantograph

引言

随着高速铁路的不断发展，高铁列车日益成为人们日常生活的重要出行工具。受电弓作为高速铁路的重要组成部分，是弓网受流系统中的重要部件。迄今为止，世界上主要研究和使用高速电气列车的国家，如日本、法国、德国、中国等国家的高速电气列车均采用受电弓作为取电装置。保持其良好的工作状态对维持列车的安全平稳运行具有重要意义，应进行重点研究。

一、受电弓概述

受电弓是电力机车从接触网上获取电能的装置，主要由弓头、框架、底架和传动装置等部分组成。依照框架结构的不同可分为单臂受电弓和双臂受电弓。其中双臂受电弓又称菱形受电弓，可分为二腕菱形受电弓、四腕菱形受电弓以及四腕交叉形受电弓;单臂受电弓是目前大部分电气列车所采用的类型。依照不同的升弓方式，受电弓可分为弹簧式受电弓和气囊式受电弓。弹簧式受电弓通过调节升降弓弹簧的长度实现升降弓，根據驱动机构的不同又可分为气缸式和电机式。气囊式受电弓则通过气路充放气调节气囊厚度来实现升降弓。

常见的单臂受电弓通过弓头的滑板与接触网接触实现取电。弓头下是受电弓的框架部分，主要是由两个铰接的四连杆机构组成，通过四连杆机构的运动来调节受电弓工作高度，支撑弓头并传递静态接触力。框架安装于底架上，底架上安装有升降弓装置及阻尼器等部件，并通过绝缘子安装于列车车顶。

二、国内外受电弓运用发展

世界范围内在受电弓领域研究较为深入的国家有日本、法国、德国等国家。他们结合自身国情及技术经验发展出了具有不同技术特色的受电弓。我国虽然在相关领域起步较晚，但在充分研究借鉴各国技术的基础上近年来也取得了很大发展。

（一）日本新干线受电弓

1964年日本新干线开通初期0系动车组采用的受电弓是双臂菱形、下臂交叉的PS200A型受电弓。该型受电弓及与之匹配的接触网虽然满足了210km/h的运行速度，但难以满足更高速度的使用要求。为减小受电弓离线率，减小滑板及接触线磨耗，降低弓网系统噪声，日本开始发展轻型化受电弓，如500系电动车组采用的T形受电弓及700系电动车组采用的V形单臂受电弓。这些受电弓结构更加简洁，采用的碳材料滑板重量轻、寿命长，拥有更加出色的弓网动态接触特性。

（二）法国铁路受电弓

法国比较具有代表性的是Faiveley公司生产的受电弓。于20世纪80年代建成的法国东南高速线上运行的TGV-PSE型高速动车组采用的是AMDE型受电弓，该型受电弓由Faiveley（法维莱）公司生产，为双层小开度型受电弓。20世纪90年代开始，Faiveley公司生产的GPU、CX等型号的新型受电弓开始陆续投入使用，其中CX型受电弓采用了根据速度等级调节受电弓接触力以及具有反馈控制机制的新技术。2007年4月3日，使用CX25型受电弓的TGV150试验列车更是创造了试验速度574.8km/h的世界纪录。

（三）德国铁路受电弓

德国电力机车初期采用SBS65型受电弓，后期研制出了新型的DSA350S受电弓。1988年5月1日，ICE/V试验列车采用该型受电弓跑出了当时最高速度406.9km/h的世界记录。后续又在该型受电弓基础上改进出DSA350SEK型受电弓。该型采用了新型的弓头悬挂装置，可以保证滑板均匀磨耗，延长了使用寿命;此外还采用了ADD自动降弓装置，当碳滑板磨损到限时自动降弓来避免进一步损坏接触线和碳滑板。后又根据该型受电弓改进出了DSA380型受电弓用以满足更高速度的使用需求。

（四）国内铁路受电弓

1958年，由电力机车设计处设计的6Y1型干线电力机车采用了苏制的ДЖ-5型四腕菱形受电弓。20世纪60年代，株洲电力机车厂研制出Q3型单臂受电弓，并于1978年改进出TSG1型受电弓。2002年11月，中国北车集团大同电力机车有限责任公司从德国Stemmann公司购买了DSA250等型号受电弓的全套技术并将之国产化。2008年8月1日，我国第一条运营时速达到350km/h的京津城际铁路上的动车组采用了SSS400+型受电弓。目前，我国的高速动车组还大量采用了德国Stemmann公司生产的DS380型受电弓及Faiveley公司生产的CX-25型受电弓。

三、结束语

受电弓作为电气列车的主要受流方式，为电气列车的运行提供电力，是维持列车平稳、安全运行的重要保障。受电弓的动态接触性能往往也很大程度上决定了列车的运行速度上限。通过研究不同国家受电弓的技术经验，期望为今后我国受电弓的发展提供方向和借鉴。

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