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弓网系统是高速列车运行所需电流的唯一来源。由于接触网硬点、车体震动、滑板表面的颗粒等情况存在,导致弓网离线经常发生,进而产生了弓网电弧。弓网电弧的高温会对受电弓和接触网造成侵蚀,若侵蚀较为严重而导致受电弓滑板或接触线断裂,则将引起列车运行事故。为此本文研究弓网电弧对接触网和受电弓的侵蚀情况,并探讨弓网电弧的侵蚀机理;又结合受电弓滑板表面材料的特殊性,研究了浸铜碳滑板在弓网电弧的作用下表现出的电化学效应;最后探讨了弓网电弧在不同环境变量下的差异。为研究弓网电弧的侵蚀机理,提取弓网电弧的温度及电子密度等参数是必要的。因电弧的温度较高,所以电弧的温度及电子密度等参数的提取采用非接触式的光谱分析法。由于文中研究的接触线和浸铜碳滑板中都含有铜元素,因此对实验采集的电弧光谱可通过铜原子的特征谱线来计算。文中在假设电弧处于热力学平衡态的基础上,采用多谱线斜率法求解弓网电弧的温度;采用Stark展宽法求取弓网电弧的电子密度。之后为了研究弓网电弧的温度及燃弧时受电弓和接触网表面上的热效应,建立了弓网电弧的仿真模型。该模型是在电弧的磁流体动力学（MHD）模型中加入接触网的振动参数,并据此模型仿真得到了电弧的温度场的分布情况及电弧温度与电流、燃弧时间及离线距离等之间的关系。电弧的温度与电弧持续时间,电流成正比例关系,而离线距离更多是延长了电弧持续时间,从而导致了电弧的温度升高。为研究受电弓和接触网的侵蚀机理,首先根据接触线和受电弓滑板侵蚀后的形貌图来判断受电弓和接触网的机械磨损及电弧侵蚀后的形貌。探讨了弓网电弧高温带来的金属接触线熔池效应和碳滑板升华效应,并分析其对受电弓和接触网侵蚀。之后仿真了在弓网电弧热作用下接触网和受电弓接触面的温度分布及接触线熔池及碳滑板升华坑等侵蚀情况。由于碳滑板材料中既有碳原子又有金属原子,因此在电弧的高温烧蚀下,先是经历金属原子的熔化而形成液滴集聚,造成喷溅侵蚀。接着温度继续升高造成金属原子和碳原子的升华,进一步造成材料损失,在碳滑板的侵蚀中,碳原子升华是主要原因。由于碳滑板材料的特殊性,尤其是覆铜碳滑板表面是以碳材料为主要材质,加入金属颗粒组成。文中探讨了碳滑板的电化学效应及由此带来的侵蚀并进行了仿真。其中既有石墨碳质又有金属Cu原子,因此在弓网电弧的作用下会发生类似碳基电容的电化学效应。首先通过扫描电镜观察在电弧作用后碳滑板表面的物质结构,文中经过扫描电镜对侵蚀后的碳滑板表面材料进行元素分析,的知侵蚀后的碳滑板表面上包含Cu原子及CuO物质,说明Cu原子在电弧作用下与空气中的O2发生了氧化反应。由此生成的金属化合物在弓网摩擦当中剥落,也是造成碳滑板质量损失的一个原因。本文仿真了金属原子与碳材料之间由自由电子流动而产生的电场,分别仿真了不同Cu原子间距对电场的影响、不同Cu原子和碳材料间距对电场的影响及不同Cu原子个数对电场的影响,考虑到不同的环境条件对弓网电弧的燃弧和持续时间有影响,本文分别仿真探讨了接触网覆冰、雾霾、横风、不同离线速度及不同离线距离等情况对弓网电弧的影响,文中通过分析接触网覆冰,不同横风风速,不同离线距离及雾霾等环境变量对弓网电弧的影响,进一步探讨环境变量对受电弓和接触网侵蚀的影响。得出在不同环境变量情况下,弓网电弧的形态及温度分布情况而影响受电弓和接触网的侵蚀的主要是弓网电弧的高温及燃烧时间。