簡單介紹一下弓網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

火車通過車體頂部升起的受電弓（結(jié)構(gòu)類似于消防車的云梯）與“軌道上面的電線”，即接觸網(wǎng)相連，那根電線通常叫做接觸線。關(guān)于你問的接觸部分是否為金屬，即接觸部分的材質(zhì)問題，應(yīng)該分開看：

1）“電線”，即接觸線（contact wire），是金屬材質(zhì)的，目前最常見的是銅合金的，鋁材質(zhì)的已經(jīng)很少見；

2）受電弓是列車從接觸線獲得電能的機構(gòu)。受電弓本身是金屬的，但受電弓（pantograph）與接觸線直接接觸的部分并不是金屬，而是由受電弓頂部的受流滑板（collector strips）完成。

這個過程可以假想成一根裸導(dǎo)線與另一根裸導(dǎo)線接觸，但是金屬與金屬之間的摩擦切削會極大地加劇磨損，加潤滑劑也無法改善兩種金屬高速摩擦磨損的性能，因此，其中一根裸導(dǎo)線是一根長條形的碳板以改善兩者之間的接觸性能，這個碳板就是受電弓滑板。

3.2 弓網(wǎng)材質(zhì)選擇

我們衡量一個系統(tǒng)用的可靠性時，總希望找一個或者若干個標準，它們能將危險量化，在此基礎(chǔ)上將危險分類。在弓網(wǎng)匹配中，這個標準是損耗。

受電弓滑板早期也有非碳材質(zhì)的，在此不表，我只提一個決定性的需求，在了解這個需求之后，你就會明白滑板的材質(zhì)問題的由來：

這個需求叫做弓網(wǎng)配合。

當然，弓網(wǎng)配合是個很大的課題，細化到這個問題上，就是：“受電弓接觸線和受電弓滑板的材質(zhì)選擇有什么考究”。這個其實就是我們剛才提到的，損耗：我們設(shè)想一下，弓和網(wǎng)之間接觸，有摩擦，那必然就會有磨損，也就有損耗。（小知識：在通過電流的時候，摩擦不僅是兩個物體之間的相對運動，因為摻雜了電的作用。對于這種現(xiàn)象，有一個專門的詞概括，叫載流摩擦。具體到本題中，可以解釋為：載流摩擦比同條件下的機械摩擦帶來的損傷更大）

因為摩擦必然存在，所以損耗不可避免。

那么我們選擇被消耗的部分，肯定是我們監(jiān)測、維修過程中最容易完成的環(huán)節(jié)。

換言之，如果一個設(shè)備一定會發(fā)生故障，我們肯定希望故障發(fā)生在容易檢修的部分。

任何設(shè)備都會老化、損傷。

因此，在設(shè)計包含摩擦副的設(shè)備時，我們會將容易檢修的那一部分的強度降低；對于不容易檢修的部分，則提高其強度。

這樣，設(shè)備故障時，故障更可能發(fā)生在這些強度較低、同時也是容易檢修的部分。這樣一來，檢修的成本與工作量大大降低。這是一種將損害集中以方便處理的設(shè)計思路。

聽上去很不爽是吧？反正小編第一次明白的時候整個人都不好了...腦洞再開大點，我們辛苦設(shè)計設(shè)備，就是為了讓它們壞得精彩么？

其實，從設(shè)備運轉(zhuǎn)效率方面考慮，這種設(shè)計是很合理的，鐵路的弓網(wǎng)系統(tǒng)就是一個很典型的例子。

比較一下列車接受電流的設(shè)備，也就是列車弓網(wǎng)的兩部分，接觸網(wǎng)接觸線和受電弓滑板：

接觸網(wǎng)的接觸線：

1）接觸網(wǎng)是一個復(fù)雜的機構(gòu)，接觸線不可能憑空出現(xiàn)在半空，而是在接觸網(wǎng)下半部分，作為接觸網(wǎng)的一小部分，而接觸網(wǎng)本身是一個復(fù)雜的力學系統(tǒng)。

2）同時，一條接觸線往往很長，檢驗上km長的接觸線上具體哪一小段受損，是非常困難、而且吃力不討好的事情。

3）如果接觸線上只有很小的一段磨損極為嚴重，更換的時候，若將整線拆除，花費甚鉅。

如果剪下某一段，那么如何將這段接觸線接回去也是不小的問題。因為接觸線是一個很敏感的系統(tǒng)，如果現(xiàn)場維修，簡單的焊接會留下焊點，在一般的電路或許無關(guān)大局，但是，以300km/h時速運行的列車，接觸線和弓網(wǎng)是高鐵是它唯一的供電裝置。受電弓和接觸網(wǎng)之間的接觸壓力，在100N左右。相對速度80m/s的、精巧相互貼合的受電弓和接觸網(wǎng)之間，一個幾毫米的瘤子，必然會極大地影響列車供電甚至行車安全，這是不可能被容忍的。

受電弓滑板：

1）高鐵受電弓長度一般不超過2000mm，受電弓滑板的導(dǎo)電部分在1000mm左右，出現(xiàn)任何故障，排查都十分簡單、方便。

2）如果滑板損傷嚴重，直接更換即可。

3）受電弓滑板隨車運動，而不像接觸線隨鐵路翻山越嶺，考慮到深山老林中接觸網(wǎng)維修環(huán)境，也毋須贅述。

對于接觸線和受電弓滑板和列車弓網(wǎng)系統(tǒng)，容易檢修更換的，肯定是滑板。

工程中采用的設(shè)計思路是：保證滑板材料不如接觸線材料耐磨，再具體一點，就是合金接觸線+碳材料滑板的組合。（滑板材質(zhì)變遷我就不講了，總之，就是這一攻一受的組合：鐵打的接觸線，流水的滑板）。

最后提一下，接觸線更換周期很長，年是基本單位，狀況好的運維個十年二十年；

相對的，高鐵受電弓滑板更換周期差不多是兩周甚至更短，狀態(tài)好的也有幾個月的。

3.3 危害

如果是，高鐵300km的時速，兩個金屬相摩擦，肯定會產(chǎn)生火花，這不是很危險嗎？你能看到的電火花，其實很可能發(fā)展成弓網(wǎng)電弧了。按照空氣放電的激烈程度排序，電暈-火花-電弧。

因此，在列車的弓與網(wǎng)接觸中斷（即弓網(wǎng)離線）條件下，應(yīng)該是電火花->電弧這樣的發(fā)展順序。此外，車速越大，越容易發(fā)生弓網(wǎng)離線，弓網(wǎng)離線次數(shù)（弓網(wǎng)離線率）與離線程度（弓網(wǎng)大/中/小離線）加劇，弓網(wǎng)電弧現(xiàn)象會愈發(fā)明顯。

受電弓/接觸網(wǎng)（以下簡稱弓網(wǎng)）關(guān)系是高速電氣化鐵路安全運行的三大核心關(guān)系之一，弓網(wǎng)系統(tǒng)良好的服役性能是保障高速列車可靠、安全運行的基本條件。

弓網(wǎng)系統(tǒng)是一個集機械、電氣、材料等多種因素于一體的復(fù)雜耦合系統(tǒng)。普速電氣化鐵路運營速度低，機械沖擊、摩擦磨損、牽引電流相對較小，多因素耦合作用下的損傷較小。

高速鐵路開通運行以來，由于弓網(wǎng)系統(tǒng)故障導(dǎo)致的事故時有發(fā)生。

 傳統(tǒng)的研究主要基于單方面因素開展，隨著列車運行速度的大幅度提高和雙弓系統(tǒng)在我國高速鐵路中的普遍應(yīng)用，弓網(wǎng)系統(tǒng)機械、電氣、材料耦合性更加復(fù)雜，多因素耦合作用下的損傷已成為弓網(wǎng)服役性能演化的決定性因素，如法國V150試驗列車在長大下坡沖擊574.8km/h的最高試驗速度時，弓網(wǎng)系統(tǒng)完全處于非正常接觸的拉弧受流狀態(tài)，試驗后受電弓基本燒毀。

武廣高鐵受電弓滑板在一次往復(fù)運行中磨耗量高達4-5mm，是普速鐵路的7-10倍。