铁路高压线网中电弓的结构和工作过程

高铁已经成为日常出行必选的交通工具之一，钢轨有多长，接触网就有多长，为了给高铁供电，高铁必须与上方的铁路高压线网持续接触，受电弓便成为了车与网之间的“红娘”，让高速运行的列车与接触网“成功牵手”。那么，高铁的受电弓是如何工作的呢？我们知道，我国目前高铁最高运营时速可达350公里，在这么高的速度下，高压线网与高铁接触部位会有剧烈地摩擦，那么铁路部门到底是用什么方法来解决磨损问题的呢？今天就让我们来聊一聊受电弓的秘密！

我们先来了解一下受电弓的结构。按结构形式分，受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，它们均由滑板、上框架、下臂杆（双臂弓用下框架）、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。

双臂受电弓结构对称，侧向稳定性好，但结构复杂，调整困难；单臂受电弓结构简单，尺寸小，重量轻，调整容易，具有良好的动特性，高速时动态跟随性及受流特性较好，故而被现代电力机车广泛采用。遇到下雨天，伴随高铁列车运行的弓网绝缘子便会发挥出重要的绝缘性能，保障不被电流所击穿；而在下雨天保护高架段接触网设备免受直击雷的破坏，避雷器当然也是必不可少的！

了解完受电弓的结构，我们再来聊一聊它的工作过程。电力机车上一般安装有两台受电弓，正常运行时一般只升后弓，前弓备用。工作过程主要包括升弓和降弓：对于升弓过程，压缩空气会经电空阀均匀进入传动气缸内，气缸活塞压缩气缸内的降弓弹簧，这时升弓弹簧使下臂杆转动，抬起上框架和滑板，受电弓将会匀速上升，在接近接触线时会出现一时的缓慢停滞，然后迅速接触接触线；而对于降弓过程，传动气缸内的压缩空气经受电弓缓冲阀迅速排向大气，在降弓弹簧作用下，克服升弓弹簧的作用力，使受电弓迅速下降，脱离接触网。

再回到我们开头时候所提出的问题，列车速度飞快，磨损问题是如何解决的呢？首先是高压线的设计，高压线跟下方的铁轨是不平行的，而是弯的，铁轨上空的高压线为“之”字形架设。这种设计的目的是为了避免受电弓特定的某处持续与高压线摩擦。轮流摩擦可让受电弓有“空闲时间”散热，磨损也会变得均匀，寿命也更长。

其次是电弓的设计，通过前面的结构介绍我们知道受电弓上有一块滑板，它通常是由石墨制成，因为石墨磨损较快，所以需要定期更换碳滑板，但是更换方便易行，成本低廉。周期一般在两周左右，质量好的，可每月更换一次。我们知道石墨的硬度远低于金属，就是通过这样一软一硬的相互作用，碳滑板就这样通过磨耗自己保护了接触网的安全。由于高铁的时速快，因此受电弓的风阻其实是非常大的，因此设计时很有讲究，既要让其坚实可靠，还要让其尽量轻。

受电弓不仅应用于高铁，还应用于地铁的运行当中，下次乘坐这些交通工具的时候看看能不能目睹它的真容吧！

编辑：黄飞