我国八纵八横铁路网已基本形成，电气化铁路运营里程突破12万km，铁路建设向西南、西北等艰险山区推进，牵引供电系统的安全性更加受到关注。接触网系统作为牵引供电系统的重要组成部分，是为电力机车提供能量的惟一通道，其动态特性是确保机车稳定受流的关键之一。

然而，这些地区气候环境复杂多变，接触网系统面临环境风、地震等外界环境激扰影响。腕臂结构是用于固定承力索和接触线的装置，通过设置合理的拉出值，使接触线在受电弓碳滑板运行轨迹范围内，并将接触线的载荷传给支柱。因此，接触网腕臂系统不仅持续受线索张力作用，而且同时受环境风等影响，其受力特性更需引起重视。

目前针对腕臂力学特性的研究工作主要集中在静力学分析、动力学分析及疲劳特性分析上，考虑侧风作用下的腕臂气动特性的研究相对较少。腕臂结构的安全可靠是保障接触网系统稳定运行的必要条件之一，在西南、西北等复杂艰险风区，强风对腕臂系统及接触网系统的影响不可忽略。

四川铁道职业学院杨红梅讲师在2022年第9期《电气技术》上撰文，系统研究侧风环境下腕臂系统的定常气动特性，采用计算流体动力学方法，建立腕臂空气动力学模型；采用雷诺时均方法对不同风速下的腕臂气动特性进行模拟，获得腕臂气动力系数值；详细分析不同腕臂结构、不同载荷叠加类型下各关键构件的最大应力、最大位移和最大变形情况，得到不同载荷叠加类型下的系统关键受力位置。

图1 正定位腕臂装置静态求解

根据仿真数据和实测数据均可以看出，三种载荷下的最大应力均发生在定位器处，正定位腕臂的定位器和反定位腕臂的定位管产生了最大变形。因此，在外界风载荷作用下，腕臂系统的定位结构是薄弱环节，为了提高其可靠性，作者建议定位器与定位支座连接处采用销轴形式，可以避免定位器在外界风载影响下，受压产生不均匀磨损。同时，应适当增加定位管壁厚，提高定位器材质强度，特别是在侧风影响较大的地区。

本课题得到国家自然科学基金青年基金项目、四川铁道职业学院重点项目的支持，研究成果可为接触网腕臂选型和结构参数优化提供参考，为复杂艰险风区大规模接触网系统的安全可靠运行提供技术支撑。

本文编自2022年第9期《电气技术》，论文标题为“侧风环境下高速铁路接触网腕臂系统受力特性研究”。