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摘要：高速列车是由多种电气设备组成的一个复杂的动力设备。由于牵引功率高，牵引电流大，运行速度快，车载电气设备除承受正常的工作电压外，还经常遭受各种过电压的冲击，其数值超过工作电压，可能导致电气设备绝缘破坏、寿命缩短，影响列车正常运行。本文主要以我国某型动车组为基准，介绍过电压类型，同时对升降弓暂态过电压形成的机理进行了概述，以期对相关从业人员有所帮助，进而保障动车组列车的安全可靠的运行。
关键词：动车组；暂态过电压；分类；机理
1.引言
世界高速列车的不断发展，不但从根本上减轻了铁路运输的压力，并且拥有安全、智能、可持续、人性化等优点。改革开放以来，我国轨道交通展现出一派生机勃勃的景象，经济不断发展的同时，人们对出行的要求也逐渐提高，动车组列车已成为国民最重要的出行方式之一。然而，随着动车组列车的不断提速，列车牵引回流逐渐增大，列车在线路上运行时过分相、升降弓、分合断路器等过程也越来越频繁，带来的过电压、过电流问题也越来越突出。频繁的过电压、过电流冲击可能导致列车车载设备绝缘破坏，影响列车运行安全。因此，有必要对动车组过电压问题进行深入的研究。本文基于我国某型动车组，展开了升降弓暂态过电压的相关研究工作。过电压导致的弓网引弧如图1。
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图1过电压导致的弓网引弧
2.过电压的分类
过电压的分类可分为内部过电压和外部过电压两种类型。内部过电压根据其产生机理又可分为过分相过电压、断路器操作过电压、升降弓过电压、弓网离线过电压、铁磁谐振过电压等。外部过电压是指在＂车一网一所＂外产生并对列车产生影响的过电压，根据其产生机理，主要分为雷击过电压、电网变化过电压、外部操作过电压。
3.升降弓过电压
动车组升降弓时，主断路器己经断开，列车主回路被切断，与弓头连接的电路负载主要包括电压互感器、电流互感器、避雷器与接地开关等。升降弓瞬间，能量在电压互感器的励磁电感与高压电缆寄生电容间发生振荡，形成过电压，再通过高皮电缆屏蔽层接地点禪合到车体上。由于列车车顶高压设备所处环境恶劣，发生闪络的概率将大大增加，对列车的正常运行造成严重威胁。
4.动车组升降弓暂态过电压
受电弓在升降弓过程中，列车通过控制气阀使压缩空气进出受电弓气动装置，推动受电弓动作。在升弓过程中，为减少对接触导线的冲击，受电弓上升速度设计要求为先快后慢，当受电弓与接触网空气间隙减小到一定程度后，空气间隙被击穿形成电弧，伴随有“啪”的一声；在降弓过程中，为避免产生拉弧，受电弓下降速度也是先快后慢，在受电弓与接触网分离瞬间，现场可以明显的看到强烈的电弧，如图1所示，并伴随有“滋啦”的声音，高压回路被不断的重复充放电，当空气间隙拉开到一定距离后电弧媳灭。
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图1升降弓瞬间弓网电弧
5.动车组升弓暂态过电压形成机理
动车组升弓过程受电弓与接触网静态接触瞬间，电缆寄生电容被充电，与高压互感器励磁电感形成谐振，该过程类似于电力系统接入容性负载。考虑现场实际运行情况，在列车升弓时，高压电缆已充分放电，回路中过电压将以损耗衰减因子呈现振荡衰减，在电缆等值电容两端电皮初值为零时，升弓瞬间浪涌过电压达到最大值，升弓暂态过电压是接触网电压对列车寄生电容充电过程引起的高频振荡。
6.动车组降弓暂态过电压形成机理
列车降弓前，断路器处于断开状态，受电弓与接触线分离瞬间，考虑单次燃弧情况，列车主电路供电被切断，列车上储存的能量在高压电绳寄生电容与电压互感器励磁电感间形成高频振荡，该过程类似于电力系统中切断长距离输电电缆。由于电缆屏蔽层接地点为列车车顶，电缆中的过电压通过线芯与屏蔽层的帮合作用传播到车体上，使车体产生浪涌电压。
7．结束语
随着技术的进步和发展，高铁及动车组列车已经在轨道交通的舞台上大放异彩。为保障我国高速动车组的安全稳定运行、提升列车运营速度、提高列车长期服役性能，有必要对动车组升降弓暂态过电压的形成机理、分布特性及影响因素展开系统的研究，从而使我国轨道交通车辆设计制造水平得到大幅度提高。
参考文献：
[1]谷山强,孙镜堤,张瑞,许衡,陈坤.高速列车内部过电压形成原理及抑制措施研究[J].机车电传动,2020(03):51-55.
[2]霍达. 动车组升降弓车体浪涌过电压分布研究[D].西南交通大学,2018.
[3]郑玥. 雷击接触网时高速动车组车体过电压特性及影响机制研究[D].西南交通大学,2017.