淺談地鐵列車氣動受電弓安全性控制措施

劉正　姚遠

摘 要：目前地鐵列車主要采用電動受電弓和氣動受電弓，文章主要介紹了氣動受電弓的升、降弓控制原理，針對上海13號線地鐵項目氣動受電弓在調試過程中將架空接觸導線燒融拉斷的故障提出合理化的設計改進措施。

關鍵詞：受電弓；氣動；ADD自動降弓

受電弓作為地鐵列車高壓供電系統的重要組成部分，負責通過接觸網取電給車輛牽引系統和輔助系統供電。上海13號線受電弓采用的是氣缸式受電弓，2013年6月車輛在調試期間由于管路氣密性問題和操作問題導致受電弓和接觸網間拉弧將架空接觸導線燒融拉斷的故障，因此需對該故障進行分析，提出相應的解決措施，避免此類故障的發生，保證車輛靜態調試期間的高壓供電安全。

1 受電弓升降弓原理分析

上海13號線每列車設有兩個受電弓，兩個受電弓分別安裝在MP車車頂，圖1為受電弓氣路原理圖。

在升弓時，需滿足如下條件：（1）受電弓刀開關打在受電弓位，受電弓允許繼電器PANEBR得電；（2）無車間電源接入，車間電源接入狀態繼電器WSPISR失電；（3）無降弓指令，降弓繼電器LPTR失電。當上述條件滿足后，將司機臺受電弓控制開關置于升雙弓位，升前弓列車線、升后弓列車得電，升弓電磁閥PANMV得電。壓縮空氣經升弓電磁閥、節流閥1、2后進入氣缸，壓縮氣缸內的氣缸復位彈簧，受電弓升弓彈簧的拉力得到釋放，受電弓升起。

在降弓時，司機室受電弓控制開關置于降雙弓位，降前弓列車線、降后弓列車線得電，降弓繼電器LPTR得電，，升弓繼電器RPTR失電，升弓電磁閥PANMV延時1S失電將氣缸內的壓縮空氣排掉，氣缸在復位彈簧的作用下復位，受電弓降下。

2 故障發生經過、原因分析及整改

2.1 故障發生經過

2013年6月5日上午9點，靜調廠房5道接觸網高壓供電，列車升起雙弓高壓供電，15分鐘后MP1車受電弓處接觸網斷裂，斷裂的接觸網垂落在MP1車空調機組上放電，牽引變電所內高壓供電跳閘。

2.2 故障原因分析

在事故發生后去現場查看，從接觸網的斷面判斷接觸網是由于高溫導致熔斷，空調機組上表面有明顯燒糊痕跡，是由于接觸網斷裂垂落至空調機組上放電導致。進入車內發現有明顯的空氣泄漏聲音，主風管壓力表顯示約2.8bar，且主空壓機空開CMCCB處于斷開位置。

在9點進行升雙弓操作時，雙弓均升起，證明升弓管路壓力應大于升弓最低工作壓力2.75bar。在車輛雙弓升起后，主風管有漏氣情況，操作人員將主空壓機斷路器斷開導致兩個主空壓機沒有啟動，使得升弓管路壓力接近最低升弓壓力，受電弓緩慢下降，受電弓滑板與接觸網間出現間隙，電弧放電高溫將接觸網熔斷。

2.3 整改及后續預防措施

通過上述分析可以看出，在車輛在高壓供電靜態調試期間，在車輛升弓前操作人員沒有關注主風管壓力，在升弓后主風管漏氣的情況下又沒有及時啟動主空壓機和輔助空壓機導致故障的發生，同時車輛在設計時沒有自動降弓保護裝置（ADD），在出現嚴重漏氣時，受電弓不會自動快速降下，因此在調試期間存在一定的安全隱患。

針對該故障原因，設計了一套調試用氣動受電弓保護工裝，原理圖見圖2，該保護工裝的原理是通過壓力傳感器來檢測升弓管路的壓力，當升弓管路中的壓力高于升弓最低工作壓力時，壓力開關高壓觸點閉合，繼電器KM閉合，升弓列車線（PANEBR觸點前端）中串入的KM觸點閉合，受電弓升起或保持升起狀態。

當升弓管路中的壓力低于升弓最低工作壓力時，壓力開關低壓觸點閉合，控制繼電器KM失電，使串入升弓列車線（PANEBR觸點前端）的KM觸點斷開，受電弓延時1S后自動快速降弓，同時接通漏電保護器的采樣電阻R（漏電保護器輸入、輸出差值大于30mA跳閘），漏電保護器動作，報警蜂鳴器響起，必須排除升弓管路低壓故障后才能復位漏電保護器，再次升弓。

3 結束語

從安全性考慮，氣動受電弓應有自動降弓裝置（ADD），如果沒有設計ADD，在調試期間如果出現特殊情況，存在一定的安全隱患。針對在設計時沒有自動降弓裝置的車輛，在調試時使用氣動受電弓保護工裝可以避免類似故障的發生，而且實際上，在應用該工裝后也沒有類似故障發生。

參考文獻

[1]徐安.城市軌道交通電力牽引[M].北京：中國鐵道出版社，2000.

[2]張振淼.城市軌道交通車輛[M].北京：中國鐵道出版社，1998.

作者簡介：劉正（1985-），男，籍貫：江蘇南京，工作單位：南京南車浦鎮城軌車輛有限責任公司，職務：工程師，研究方向：車輛調試。