1、 目的意义

近年来，随着我国高速动车技术的不断发展，我国的铁路交通进入到了一个全新的时代。高速动车的数量在逐年增加，据统计，截至2015年我国拥有的铁路客车6.5万辆，其中动车组列车1.76万辆。不仅如此，动车的运行速度也在不断创下新高，从160km/h到250km/h再到350km/h。列车速度的提高为民众的出行提供了更多的选择和极大的便利，但同时也对列车每个部件的性能提出了更高的要求。受电弓作为列车众多部件的其中之一，其位于列车顶部，是列车从电网获取电能从而驱动列车前进的核心部件，通过控制受电弓抬起或下降使受电弓滑板与电网实现接触和分离。由于列车处于高速运行状态，高速度使得受电弓在列车运行中承受更大的风阻，当列车速度达到250km/h及以上时，空气动力对受电弓的影响不断增大，空气阻力占总阻力的75%~80%。 同时，当列车高速运动时，受电弓滑板在电网上滑动产生的摩擦、振动和冲击都会加大，加之受电弓位于列车外部，工作环境恶劣，这就对受电弓整体的性能提出更高的要求，要求其有更好的强度、耐热性、疲劳强度和抗冲击性能。目前我国高速列车用受电弓几乎都是钢材，相比与钢材，碳纤维复合材料具有更好的耐热、耐腐蚀性能，更高的强度和更小的密度等特性，更重要的是碳纤维材料的密度是钢铁的1/4，使用碳纤维复合材料制作受电弓能大幅减轻受电弓的质量，是用于制造高速列车受电弓的理想材料，用碳纤维做材料可以有效提高受电弓的使用寿命，减少失效概率，这对于保障列车和铁路网正常运行具有重要意义。

2、 国内外现状

受电弓作为列车上一个必不可少的部分，主要由滑板、上框架、下臂杆、平衡杆、铰链座、推杆、底架等部件构成，经过多年的发展已经具有多种的形式，受电弓从支撑臂来划分有两种，双臂结构和单臂结构的受电弓，按滑板类型划分可分为双滑板架构和单滑板结构，也可按滑板的材料分类主要有铜系、纯碳滑板、金属系烧结材料和浸金属碳材料。目前，国内外的列车受电弓采用的基本上都是单臂结构，由于双臂受电弓结构比较复杂维护成本高并且在发生故障时容易拉断接触网而逐渐遭到淘汰。

目光聚焦国外，目前世界上知名的高速列车主要有日本新干线系列，法国的TGV系列，德国的ICE系列和意大利的ETR系列。

日本的E5、E6系列车配备的是PS208、PS209型受电动，结构为单臂，其上框架有碳纤维增强塑料制成，降低了重量，提升了受电弓接触导线的跟随性能。

法国的TGV高速列车采用的GPU型单层受电弓，最高运行速度可以达到515.3km/h，其受电弓为单滑板结构，CX型可根据速度自动调整与接触网的压力，提高弓网的跟随性，X型采用碳纤维的弓头。使弓头重量减轻30%~40%。

德国ICE1、ICE2系列高速列车采用DSA 350 SEK型受电弓，该型受电弓基础框架采用合金钢材料，上下臂杆采用了铝合金材料，整个受电弓重量106kg，ICE3系列高速列车采用DSA 380型受电弓，该款受电弓在DSA 350 SEK的基础上改进而来，弓头支撑部分采用钛合金，整体质量在130kg之内。

反观国内，经过几年的高速发展，我已经拥有了自己的CRH系列高速动车，其中有CRH1、CRH2、CRH3、CRH380等型号列车。不同的型号列车配备不同的受电弓。CHE1和CRH2采用的是DSA 250型受电弓，其为单臂式，配备双碳滑板，受电弓的运动部件和弓头均为铝合金材质；CRH3型列车采用SSS400 型受电弓，同样为单臂双滑板式，依然是铝合金材质；CRH380型列车采用CX型主动型受电弓，与之前不同，该受电弓为单滑板结构，弓体采用新的合成材料，使受电弓减轻30%~40%。

总结以上国内外的高速列车受电弓的现状，目前列车受电弓主体部分几乎都是由铝合金材料制成，除了一些型号受电弓在弓头部分采用新型材料来减轻重量提升性能。未来的高速列车必定是追求更高的速度、安全性和舒适性，而利用碳纤维材料来制作受电弓，提升各方面性能，以此来达到未来列车对于受电弓的要求是十分必要的，并且目前世界在碳纤维受电弓方面还几乎是空白的，有很大的市场前景。