随着电气化铁路的迅猛发展,人们对速度更快、更安全可靠的电气化铁路的期望也越来越大。接触网系统作为电气化铁路的重要组成部分,在实际运营过程中,接触网异常状态频频出现,严重影响了弓网间正常取流,进而降低了电气化铁路运营的可靠性。研究异常状态下的弓网受流质量,能够为接触网异常的危害程度提供判定依据,为接触网故障预测与定点维护提供参考,对提高接触网系统安全性具有重要意义。目前国内外学者主要针对接触网异常状态机理及现象进行研究,很少对异常状态给弓网受流质量带来的具体影响进行分析。本文将利用ANSYS建立接触网异常状态模型,通过接触力表征弓网受流质量,探究不同异常状态对弓网受流质量的影响,给出接触网异常状态判定的参考依据,并提出改进措施,改善弓网受流质量,提高接触网系统可靠性。针对工程实际中常见的接触网异常状态进行了简要介绍。基于ANSYS-APDL建立了简单链型悬挂接触网、刚性接触网以及锚段关节和刚柔过渡模型,利用接触对耦合办法实现了受电弓沿接触线的滑动。基于正常工况柔性接触网模型,仿真模拟接触线磨耗、吊弦断裂、吊弦脱落三类接触悬挂异常,发现接触线磨耗达初始接触线截面积28%时,弓网间受流质量明显变差;吊弦故障位置越靠近跨中,弓网受流质量越差;仿真模拟承力索底座松脱的支持装置异常,发现承力索底座脱落时,故障点附近无法正常受流;仿真模拟接触线和承力索张力参数异常,发现适当增大接触线和承力索张力能够有效提高弓网受流质量。针对刚性悬挂接触网,仿真分析了刚性接触网跨距变化对弓网受流质量的影响,发现在6m到10m跨距内,跨距越小受流质量越好,但也要考虑到跨距激励频率和接触网固有频率近似时,共振会使受流质量恶化的问题;仿真分析定位绝缘子松脱、锚段关节及刚柔过渡安装偏差对弓网受流的影响。研究发现:适当减小悬挂刚度能够有效提高弓网受流质量,当定位绝缘子松脱,悬挂刚度过小时,弓网受流质量将急剧恶化;锚段关节和刚柔过渡段是接触网系统的薄弱环节,安装偏差过大时弓网间将无法正常受流。提出通过安装弹性绝缘悬挂组件来改善弓网受流质量的方案。研究表明弹性绝缘悬挂组件不同布置方式对受流质量改善程度不同;在锚段关节和刚柔过渡处安装该组件能够有效改善受流质量,提高接触网对异常状态的包容度;在保证速度和受流质量的前提下,使用弹性绝缘悬挂组件能够增大接触网跨距,减少故障点,减轻施工维护工作量。