考虑脉动风下弓网离线影响的高速铁路接触网可靠性分析*

朱鹏宇，万后林，张 鹏

(1.淮阴工学院 建筑工程学院，江苏 淮安 223000；2.江苏东辰建材有限公司，江苏 淮安 223000)

0 引言

高速铁路牵引供电系统中，因接触网设备长期户外运行，易受自然环境影响。至2020年底，我国铁路运行里程达14.6万km，其中高铁约占20%[1]。列车高速运行对弓网间良好受流要求较高，弓网间良好受流决定供电质量好坏及行车可靠性[2]。国内外学者针对接触网抗风稳定性做大量研究，但仅停留在通过建立受电弓、接触网模型研究两者间相互作用，关于风与弓网2者干扰问题研究较少[3-5]。文献[6]表明接触网系统受脉动风影响形成抖振，增加弓网间离线率。弓网离线使受流不连续影响列车平稳运行，离线电弧产生高温，降低接触线使用寿命以及供电稳定裕量。目前，针对接触网结构研究，忽略自然环境尤其是西北地区脉动风对接触网系统可靠性影响。

因此，本文通过谐波叠加法模拟西北地区脉动风风速时程，对风速区间分布概率进行统计，将脉动风下弓网接触压力及弓网离线率作为衡量接触网系统可靠性新指标，利用接触网系统GO-FLOW模型对脉动风下接触网可靠性进行分析。

1 脉动风场模拟

自然风具有随机性与不确定性，在顺向时程曲线中，将自然风分为平均风和脉动风：平均风频率低，对接触线产生作用力为静力[7]；脉动风强度随机更替，周期短，对接触线作用力引起弓网振动。因此，本文主要集中于脉动风研究。

在三维空间内，某处自然风速如式(1)所示：