摘要：接触网为电力机车提供电能,是高速铁路牵引供电系统的重要设备。其结构复杂,技术要求高,工作在风、冰等恶劣环境下,并且是无备用的,是整个牵引供电系统最为薄弱的环节。接触网一旦发生安全问题,将会造成铁路运营中断甚至是重大的运行安全事故。随着机车运行速度的提高和铁路运行密度的加大,接触网的安全可靠运行也变得越来越重要。接触网安全状态受多种因素影响,其中接触网线索张力是一个很重要的因素,并且接触网张力也能反映接触网的安全状态。因此,基于接触网张力对接触网安全状态进行研究分析具有重要意义。本文在国内外对接触网和受电弓系统的动态性能研究及接触网安全状态研究的基础上,以京津城际铁路单个锚段接触网为研究对象,在ANSYS仿真环境中,建立考虑材料非线性的接触网参数化有限元模型及受电弓线性化模型。仿真模拟不同速度静态风载荷、不同厚度覆冰载荷下及风冰载荷同时作用下接触线风偏量、接触线驰度及接触网线索张力的变化,并分析线索张力与接触网安全状态之间的关系。通过仿真模拟不同速度下弓网接触力和异常拉力下接触网张力和跨中接触线振动情况,研究和确定接触网安全状态下接触网线索张力变化的阈值。建立了基于接触网张力实时采集的接触网安全状态监测系统,重点介绍了其中的张力监测模块,在确定补偿装置变比的情况下,通过测量坠砣振动加速度实时计算出线索张力。实现了加速度监测子系统硬件设计,包括加速度传感器、信号调理模块、滤波模块、模数转换单元、DSP数据处理单元和数据传输模块,并实验室中实现数据采集、处理和传输功能。最后完成了实验室系统调试,验证了接触网张力在线监测的可行性。通过研究分析可知,接触网张力对接触网的安全状态有一定的影响,也能反映接触网的安全状态。对于关系到高速铁路接触网安全运营的线索张力的研究和监测有着十分重要的意义。