随着高速电气化铁路的发展和国家政策的支持,铁路大提速和铁路大建设在国内得到了迅速的发展。但机车速度越高,弓网关系越不稳定,离线情况越严重。离线造成的弓网电弧侵蚀接触导线和受电弓、产生过电压和高频噪声、降低供电质量,对电气化铁路安全稳定运行造成了很大的威胁。因此,弓网电弧的研究对改变电气化铁路供电质量、降低对接触线和受电弓的侵蚀、提高电气化铁路运行安全性有重大的意义,同时也能为铁路高速发展提供理论支持。本论文以弓网电弧为研究对象,设计了一套弓网电弧模拟系统。其中接触网部分由固定在绝缘圆盘上的闭合接触线构成,并用减速电机驱动。减速电机旋转带动接触网旋转,来模拟受电弓和接触网之间的横向运动。受电弓部分采用步进电机驱动。单片机控制步进电机转动,通过滚珠丝杠转化成直线运动,来接触或者脱离接触线。本论文设计了弓网电弧数据采集系统。弓网电弧电压和电流通过传感器转换为电压信号。信号通过信号调理电路转换成适宜于模数转换的信号。在单片机的控制下,模拟信号通过AD转换芯片转换成数字信号。通过通讯电路和数据传输电路,单片机将数据上传到上位机。本论文利用弓网电弧模拟系统和数据采集系统搭建了弓网电弧试验系统。首先试验了一般情况下的接触电弧和分断电弧,分析了场电子发射和热电子发射对电弧的影响;然后对电弧电压和电弧电流的相位关系进行了试验;最后试验分析了开距对电弧电流的影响、开距对最大分断电弧电压的影响、负载功率对最大断弧距离的影响,探讨了弓网电弧的一般规律。本论文的研究工作为了解弓网电弧机理打下了良好的基础,同时也从技术方面为高速铁路的发展和铁路运输安全性的提高提供了理论支持。