弓网燃弧（城轨）

零部件技术参数
弓网燃弧（城轨）
Pantograph-OCS Arcing in Metro
所属分类	城轨供电与受流
常见型号	不适用（电气放电现象条目，按制式与线路评价）
执行标准	GB/T 32592-2023、GB/T 43790-2024、EN 50367、Q/CR 841-2021
适用场景	城轨直流牵引受流质量评价、燃弧超限区段定位与整治、滑板与接触线烧蚀分析

概述

弓网燃弧是城轨弓网受流过程中，受电弓滑板与接触线之间的空气间隙被电流击穿、以弧光形式放电的现象。GB/T 32592-2023 第 3.17 条将燃弧定义为"电流击穿滑板和接触线之间的空气间隙，通常表现为发射弧光"，第 3.22 条将其前导状态离线定义为"接触力为零时的状态"[1]。城轨直流制式（DC 1500 V/DC 750 V）回路电压远高于电弧维持电压，且直流电流无自然过零点，一旦离线极易起弧并维持燃弧；叠加行车密度高的运营特征，烧蚀的累积效应在城轨场景尤为突出。电弧的物理机理（起弧条件、伏安特性、熄弧与重燃、烧蚀能量）见弓网电弧，离线率的统计口径见离线率，本页面向城轨运营场景梳理指标口径、危害与抑制路径。

燃弧在工程上具有双重性：一方面电弧在离线瞬间短暂维持牵引电流连续，避免了电流硬开断产生的过电压冲击；另一方面电弧的高温弧根烧蚀滑板与接触线工作面、向外辐射宽频电磁骚扰。燃弧率因此成为评价受流质量的核心指标之一，与接触力统计量联合使用（判据框架见 GB/T 43790-2024）[2]，是动态验收、运营检测与状态修决策的公共输入。

结构与组成

不适用：燃弧是瞬态气体放电现象而非实体装置。工程分析中按两个维度组织：

时间维度：起弧——稳定燃弧——熄弧（或重燃）三个阶段。离线瞬间间隙极小、场强极高，间隙一旦击穿即转入弧光放电；滑板重新接触接触线或弧长被拉断时熄弧，牵引回路电感储能释放引起的恢复电压可能诱发重燃；
空间维度：阴极区（紧邻滑板或接触线，弧根斑点烧蚀最剧烈）、弧柱区（高温等离子体通道）、阳极区（热量集中输入电极表面），分区物理图像见弓网电弧。

伴随状态量：燃弧率 $NQ$ 、单次燃弧持续时间、燃弧次数与燃弧能量，均由检测装置按 GB/T 32592-2023 第 9 章口径采集输出[1]（检测载体见 C1 车载弓网检测）。

工作原理

离线转化为电弧

弓网接触力围绕平均值波动，波动谷值触零时滑板与接触线发生机械分离（离线，见离线）。离线瞬间间隙极小、间隙场强极高，牵引电流在间隙中击穿空气转为弧光放电。电弧稳态压降可近似写为近极压降与弧柱压降之和：

$u_{a}=u_{0}+E_{a}\cdot l_{a}$

式中 $u_{0}$ 为阴、阳极近极压降之和（数十伏量级）， $E_{a}$ 为弧柱电位梯度， $l_{a}$ 为弧长。DC 1500 V 网压远高于 $u_{a}$ ，故离线且有电流流过时，间隙极易维持燃弧；牵引回路为大电感电路，离线开断电流时电感储能抬升间隙电压，进一步助燃。单次燃弧注入电极的能量为 $W_{arc}=\int _{0}^{t_{a}}u_{a}(t)\,i(t)\,\mathrm {d} t$ ，弧根越集中、电流越大，烧蚀越严重。

直流制式的特殊性

与交流系统相比，城轨直流燃弧有两个放大因素：其一，直流电流无自然过零点，电弧不能像交流那样在电流过零时自行熄灭，只能依靠滑板重新接触或弧根拉断来熄弧，单次燃弧往往更长；其二，城轨列车起动与爬坡工况取流大，接触点电流密度高，同等离线下能量注入更强。因此直流线路的燃弧管控更依赖源头治理——把接触力波动与硬点控制在前端，而非依靠电弧自身熄灭能力。

燃弧率与测量口径

燃弧率按 GB/T 32592-2023 第 3.20 条（公式 1）计算：

$NQ={\frac {\sum t_{arc}}{t_{total}}}\times 100\%$

式中 $t_{arc}$ 为持续大于 5 ms 的燃弧持续时间， $t_{total}$ 为控制区段内受电弓电流大于 30% 额定电流的运行测量总时间；间隔小于 100 μs 的多个连续电弧计为 1 次电弧[1]。测量系统按第 9 章执行：燃弧探测器对铜材料光波长敏感，波长范围 220~225 nm 或 323~329 nm，不应对波长大于 330 nm 的可见光敏感；燃弧起始和终止响应时间小于 100 μs；弓头工作区域角度范围内灵敏度误差小于 10%[1]。探测器与滑板距离不同于参考距离 $d_{ref}$ 时，阈值按 1/d² 规则换算（第 9.3 条公式 4）：

$x=x_{ref}\cdot {\frac {d_{ref}^{2}}{d^{2}}}$

统计与评价要求：控制区段不宜短于 10 km 或行程时间不宜短于 200 s，以恒定速度行驶、运行速度误差 ±5 km/h 以内[1]；城轨线路较短时按标准允许的较短评估分段执行并在报告中注明。评价侧，GB/T 43790-2024 将燃弧/离线统计与接触力统计量并列为受流质量准则[2]；同体系的 EN 50367 要求燃弧率不超过按供电制式分列的很小百分数限值（公开文献转述交流系统限值为 0.2% 量级，正式限值以现行文本表列为准）[3]；城轨动态检测中燃弧的分级判读口径见 6C 评价指标详解与分级阈值。

技术参数

参数	取值/口径	依据
燃弧率定义	$NQ=\sum t_{arc}/t_{total}\times 100\%$ ； $t_{arc}$ 为持续大于 5 ms 的燃弧时间； $t_{total}$ 为电流大于 30% 额定电流的运行测量总时间	GB/T 32592-2023 第 3.20 条[1]
事件合并口径	间隔小于 100 μs 的多个连续电弧计为 1 次	GB/T 32592-2023 第 9.5 条[1]
探测波长	220~225 nm 或 323~329 nm（对铜敏感）；不应对波长大于 330 nm 的可见光敏感	GB/T 32592-2023 第 9.1 条[1]
响应时间	燃弧起始和终止响应时间小于 100 μs；弓头工作区域角度范围内灵敏度误差小于 10%	GB/T 32592-2023 第 9.1 条[1]
参考阈值（ $d_{ref}$ =5 m）	25 kV 交流 160(1±10%) μW/cm²；1.5 kV 直流 12.5(1±10%) μW/cm²	GB/T 32592-2023 第 9.1 条注 3、第 9.2 条[1]
统计区段	控制区段不宜短于 10 km 或行程时间不宜短于 200 s，恒速行驶（速度误差 ±5 km/h 以内）	GB/T 32592-2023 第 9.5 条[1]
限值方向	燃弧率不超过按供电制式分列的很小百分数（交流转述 0.2% 量级，正式限值以现行文本为准）	EN 50367[3]
静态接触力参考值（压力整定）	AC 70 N、DC 90 N；DC 1500 V 平均接触力评估带宽 70~140 N	EN 50367[3]

常见型号

不适用：燃弧是放电现象条目，无产品型号。燃弧的检测通道与装置（紫外/光辐射传感、电弧特征分量检测）见 C1 车载弓网检测；地面定点复核与受电弓通过影像见 C6 接触网及附加线地面图像自动检测装置。

执行标准

GB/T 32592-2023《轨道交通受流系统受电弓与接触网动态相互作用测量的要求和验证》：燃弧定义、燃弧率定义与测量方法的国内主卡标准（代替 GB/T 32592-2016，修改采用 IEC 62846:2016）；
GB/T 43790-2024《轨道交通受流系统受电弓与接触网相互作用准则》：受流质量评价准则，燃弧/离线与接触力统计量并列的判据框架（采用 IEC 62486:2017）；
EN 50367：欧洲弓网技术兼容性准则，燃弧率限值方向与接触力目标值来源；
IEC 62486：弓网相互作用国际技术准则框架，燃弧术语与 NQ 指标的国际来源；
Q/CR 841-2021《接触网动态检测评价方法》：将燃弧率等受流指标纳入动态检测评价（干线口径，城轨参照）[5]。

安装与施工

燃弧的源头在施工质量，安装阶段消除固有燃弧源最为经济：

吊弦长度与定位器坡度按设计调整到位，接触线工作面平顺、无局部硬弯；接头、线夹安装避免台阶与突出物；
汇流排夹持件按力矩紧固并做防松标记，防止运行中夹持松动引起定位点刚度突变与燃弧集中（夹持组件见刚性悬挂汇流排组件）；
锚段关节、线岔、刚柔过渡段（见刚柔过渡）重点精调，保证受电弓平滑过渡；
拉出值等几何参数按 GB/T 32578-2016 附录 E 表 E.1 允差控制[4]，之字形波形连续、无局部"S 形"；
冷滑阶段检查硬点并消除，热滑阶段观察燃弧情况，缺陷消缺后方可开通，作业组织见冷滑试验与送电验收与热滑试验。

验收要求

热滑及动态验收中燃弧指标满足验收大纲；测量条件（控制区段、恒速、电流门槛）按 GB/T 32592-2023 第 9 章统计口径执行[1]；
受电弓静态接触力整定校验合格，参考值为 AC 70 N、DC 90 N（EN 50367）[3]，整定方法见城轨车辆受电弓；
源头几何项目（拉出值、导高、平顺性）按允差验收[4]，接触力统计判据 $F_{min}>0$ 、 $F_{max}=F_{m}+3\sigma$ 不超限（GB/T 43790-2024 框架）[2]；
验收检测记录燃弧次数、燃弧持续时间总和与燃弧率，超限区段复测销号。

运维与检测

车载连续检测：C1 类装置燃弧通道按公里标输出燃弧率、燃弧次数与最大单次燃弧时间，与接触力、硬点数据联合定位超限区段[1]；
联合研判：燃弧集中里程与硬点、异常磨耗、动态拉出值漂移里程叠图比对——燃弧集中处优先核查吊弦状态、线夹与汇流排夹持，避免只治燃弧不治根源（磨耗侧因果见异常磨耗（病害））；
趋势管理：燃弧率趋势抬升提示接触力特性劣化（气囊老化、弓头悬挂卡滞）、滑板到限或平顺性恶化，按趋势预警口径跟踪；
超限处置：按病害评级与处置时限分级整治，复测合格销号；整体检测安排见城轨接触网巡检与检测。

常见故障与案例

接头与线夹松动致燃弧集中：连接件松脱后接触线平顺性破坏，燃弧沿固定里程重复出现，紧固复整后燃弧率回落，是燃弧集中里程判读的首要排查项；
滑板到限未换致燃弧抬升：滑板磨耗超限后接触状态恶化、燃弧率与离线率同步抬升，严重时触发自动降弓，处置见受电弓损伤应急处置；
接触力整定漂移：气囊老化、气路泄漏使静态接触力偏离整定值，接触力波动增大、燃弧率全程抬升，须复整定并校验静态接触力特性（见静态接触力特性）；
汇流排夹持衰退致定位点燃弧：刚性悬挂夹持松动后定位点刚度突变，动态检测表现为定位点燃弧集中伴拉出值漂移，须恢复夹持力矩而非单纯打磨线面；
覆冰与异物附着：冰壳使滑板与线面隔离，受流转由燃弧维持，燃弧率骤增并伴滑板异常温升，防治与处置见城轨接触网覆冰防治。