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主要作者与机构及出版信息
本文作者包括Zheng Li、Guoqiang Gao、Guizao Huang、Guolin Yang、Zhijin Zhang、Xi Yang、Yang Liu与Guangning Wu，作者分别来自西南交通大学电气工程学院以及重庆大学雪峰山能源设备安全国家观测研究站。文章发表于《High Voltage》和John Wiley & Sons Ltd与Institution of Engineering and Technology（IET）合作出版。发布时间为2024年。
文章主题
文献主题是高铁接触网冰覆问题，文章全面回顾接触网冰覆的特性、影响及应对措施，从接触网结冰的生长特性、发展模式及预测模型，到冰覆对受电弓-接触网系统电流收集的影响，再到监测和维护技术等展开了深入讨论。同时，文章还展望了该领域未来的研究方向，为高铁接触网在冰覆条件下的安全与稳定运行提供了理论支持与实际指导。
文章首先详细研究了接触网冰覆的形成机制、演变模式以及预测模型。
（1）结冰形成机制
结冰形成的基本气象条件包括：相对湿度超过80%，风速在0到4m/s之间，以及界面温度低于0°C。接触网导线的非圆截面和高机械张力使其容易形成危害更大的冰棱。
（2）影响特点
接触网结冰的发展模式受热力学、流体力学和电流运行等多学科因素影响。冰覆的类型主要包括霜雪、白霜、混合霜和透明冰，各自密度、温度条件、对电流收集的影响特点不同，其中透明冰造成的影响最为显著。
（3）预测模型
文章对基于经验、数值以及实验数据的预测方法进行分析。通过整合流体动力学计算、热传导方程和冻结系数计算公式，研究了结冰动力学的数值模型，并结合深度学习算法建立了用于接触网冰覆预测的替代模型。
文章分析了结冰对受电弓-接触网电流收集的影响，探讨了结冰促使接触网出现舞动的现象，并回顾了监测冰覆状态的方法。
（1）电流收集性能的影响
冰覆会改变接触线的截面形状和强度，导致受电弓滑板和接触网失联或压力尖峰增加。受电弓与接触网脱离时引发的电弧会加剧接触线的磨损和碳滑板的侵蚀，同时导致过电压出现频率增加；而过高的接触压力则加剧滑带磨损。
（2）接触网舞动
受冰覆影响的接触网在强风作用下容易发生低频率、大振幅的自激振动，称之为舞动现象。这种现象不仅会影响线路的正常运行，还可能导致短路、设备损坏等问题。文章分析了冰覆情况与风荷载作用耦合后的气动力特性，提出了舞动的稳定性机制。
（3）监测技术
文章比较了等效监测法和基于图像的监测法，认为分布式光纤传感平台结合微地形和微气象条件的监测，对于实时感知接触网冰覆状态非常重要。这些方法有助于判断早期微冰条件，并为后续采取防冻与除冰策略提供决策支持。
文章总结了国内外针对接触网冰覆提出的主要应对策略，包括反冰、防冰与主动匹配控制。
（1）在线防冰技术
该技术主要应用于结冰初期，利用接触网涂层材料或临界温度场原理降低冰形成的可能性。涂层技术基于化学防冰涂层的疏水性和耐磨性，而温度场技术通过无功电流加热实现防冰，但目前仍需解决能耗和环境适应性问题。
（2）除冰技术
研究提出了基于焦耳加热的除冰模型和方法，如直流除冰技术、短路法和静止无功补偿设备（SVC）的应用。反复强调在除冰过程中需要平衡除冰电流与接触网耐受能力，以避免因局部过热而导致线路熔断。
（3）主动匹配策略
如通过机械振动除冰技术提升除冰效率，同时研究接触网结构参数和列车运行速度对冷滑接触质量的优化效果。文章指出，在面对复杂的结冰状态时，提出更智能的受电弓-接触网匹配优化方案至关重要。
本文在接触网冰覆特性、影响及应对措施方面开展了全面的综述，并重点关注动态匹配模型的建立和智能化决策的需求。
研究价值
（1）科学价值：推进了接触网结冰生长机制、多因素耦合效应和动力学预测模型的研究，为极端气候条件下的高铁运行安全提供理论支持。
（2）应用价值：提出了技术合理性和实践性相结合的反冰与除冰策略，尤其是在提升能效、降低对列车运行影响方面具有指导意义。
（3）未来方向：建议从数据驱动的动态监控入手，通过模型预测与实验结合进一步优化接触网应对冰覆问题的整体解决方案。
该文章不仅总结了目前高铁接触网冰覆研究领域的关键技术成果，还明晰了未来研究的重点方向：如针对接触网结冰的机制研究、受电弓-接触网相互作用优化以及智能化、分布式的灾害预警和诊断策略系统等，为高铁在极端天气下的运行安全提供了重要支持及参考。