地鐵車輛單臂受電弓關鍵部件故障形式及檢修建議

高博翔

摘 要：現在城市經濟的高速發展、城市人口數量在不斷增加、城市交通堵塞也在不斷加劇、環境壓力變大，而軌道交通的出現并以獨有的方式緩解了交通壓力。城市軌道工具電力機車的車輛拉電設備就是受電弓，它起到了接觸電網與電力機車車輛間的電力傳輸的關鍵作用，它直接經過與接觸網接觸把電能引進到電力機車中讓機車的牽引系統和輔助系統使用，同時機車的再生制動生產的電流也將通過受電弓反回到線網。受電弓的性能與結構形式，對出現故障時的應急方案直接關系到城市軌道交通機車的整體營運質量。

關鍵詞：地鐵車輛；單臂受電弓；關鍵部件；檢修建議

前言：受電弓的出現是作為地鐵機車牽引系統的接電裝置，其重要作用是從接觸網上取得電源，向整個車輛電氣系統提供電力，同時要經過車輛的再生動能系統將車輛的動能再變轉成電能反回給接觸網供給其它在線車輛使用，起著雙向傳輸中心的作用。本文對當前各省市地鐵應用的先進產品單臂受電弓（受電弓）關鍵零件的故障出現進行風險報告，并給出簡修意見。

一、受電弓原理

受電弓包括由弓頭、上框架、平衡支架、下支架、下拉桿、底架、升降弓裝置、絕緣體緣子、電阻尼器、編織電線和碳滑板支撐底座組成[1]。弓頭是由碳滑板、羊角和弓頭彈簧等一些組件組成。上框架是由交叉拉桿合成的。受電弓由底架、下拉桿、下支架和上框架合成一個平行四邊形，在升弓裝置（像主拉伸彈簧或氣囊裝置）的操縱下，下支架圍繞著底架與下支架的軸承運動，因為底架已經穩固，在受到高度控制（碳滑板與接觸網接觸）的作用下，形成一個非常穩定的平行四邊形；在其平衡桿的用力下，受電弓弓頭一直保持在±10°的尺度之間。它的結構簡化，無論哪一個零件失效都會引起受電弓的可靠性。

二、受電弓查修意見

第一就是弓頭方面檢修意見。它是是由碳滑板、羊角和弓頭彈簧等一些組件組成。受電弓碳滑板分兩種：一種不帶羊角碳滑板，在羊角之上安裝碳滑板，因為碳滑板與羊角非常光滑以此來帶動工作；另一種帶羊角碳滑板[2]。受電弓碳滑板主要有碳層膠脫落、碳層出現裂紋、碳層直接斷開和鋁托斷開等故障出現。建議每兩周對碳滑板厚度進行測量，并對碳滑板和碳滑板安裝托架的進行檢修，防止受電弓碳滑板出現斷開、脫落及裂開等情況發生。而羊角就是保證受電接觸線的交叉處，建議定期檢查是否有裂縫情況，如果發現有任何可疑之處，都要及時的去更換羊角以防事件發生。彈簧組件就是起到對碳滑板與羊角的支撐，它是接收接觸網的電量沖擊，保證受電弓的和接觸網的受流接觸。因為它的壽命在六七年左右，所以在大修時在更換就可以[3]。第二是上框架的檢修意見。它是由框架與交叉拉桿構成，框架是四邊形的，非常不穩定，而交叉拉桿的作用就強化框架的安全性，防止受電弓的晃動。建議定期月修框架焊接的地方，無論大小修出現裂縫時直接更換裝置[4]。第三，平衡桿的檢修意見。它的作用在于保證受電弓弓頭有正負十度的自由空間，防止出現弓頭的翻轉。它的斷裂地方是在平衡桿兩側和軸承連接的地方。建議月檢測時看焊接與自由度檢修。第四，下支架的檢修意見。它是受電弓的驅動臂裝置，無論哪個地方出現斷裂都會出現支架的翻轉，因為受電弓下臂是碳鋼做的，表面有一層涂漆來防銹，平時的檢查發現不了裂縫，所以在檢修時要對它進行脫漆檢查。第五，下拉桿檢修意見。它是受電弓升弓的重要組成部分，是用來調節受電弓升弓的高度與受電弓尾的高度。建議在定期檢查時對下拉桿兩側連接處進行檢查，對容易出現裂縫處進行檢查。第六，底架的檢修意見。它是由掛擋的附件組成，它的作用在于在受電弓的上部進行安裝，并由四個絕緣子所支撐。建議在定期檢查時要查看底架上的各個安裝零件的狀況，在檢查時還要進行脫漆的檢查。第七，升降弓的檢修意見。它是由氣囊弓、彈簧弓與電動弓組成。彈簧弓的升降弓包括拉伸彈簧與降弓氣缸組成。建議定期檢查時重點看彈簧表面與薄弱處。對單組的彈簧在檢修時看拉伸彈簧組件，雙組彈簧時要加緊零件，也要看拉伸彈簧組件，并對兩側的安裝底座進行脫漆檢查。氣囊弓的鋼絲繩、安裝座與氣囊。它會出現斷裂和老化兩種情況。建議在定期檢查時重點要看鋼絲繩、氣囊和底座。在及時更新并做脫漆操作。第八，絕緣子檢修意見。它是安裝在受電弓的底架下面，是用來保障受電弓的帶電處，讓受電弓的帶電處與機車車體之間有一個安全絕緣距離。若是出現了損壞現象就會讓受電弓對地放電的后果。在機車的運行過程中也可能造成絕緣子的外體脫落，形成受電弓的對地放電。建議在定期檢查時，要對絕緣子進行清潔工作，并檢查它的狀態，看看是否出現裂縫與豁口，每半年檢查一次就好，保障它的良好運行狀態。第九，編織導線的檢修意見。受電弓的上臂與弓頭間、下臂與上臂間、下臂與底架間都是用軸承相連，為出現電流經軸承產生影響，一般將編織導線對軸承進行處理。編織導線兩側處如果連接不好或編織導線斷了就全使電流導電降低甚致燒壞。建議在定期檢查時要看外觀磨損并及時更換。

結論：綜上所述，由于機車受電弓結構非常簡單，無論哪一個部件失靈就會引起受電弓的安全性，往小了說損壞受電弓，大的方面就是嚴重弓網事件；由于車頂空間有限，受電弓與車體的電氣裝置空間小，受電弓上的每個導體脫落都會拉近受電弓與車體間的電氣空間，致使受電弓對大地產電，接觸網會斷電。受電弓是機車受流的最重要零件，它的重要性必須引起生產廠家和使用單位的高度關注。倡導各個受電弓生產企業要對不同的電路設備來設計受電弓，還要構建受電弓模型，并研究生產的受電弓薄弱環節，針對薄弱環節進行強化；關于地鐵公司等應用單位，要嚴格遵守生產企業的要求，定期對進行合理的檢修，小修時要把檢查受電弓的關鍵部位作為重點，中、大修時同要對結構件進行深入，更換已經達到或要達到期限命零件，保證受電弓的安全性運行。

參考文獻

[1]張世鐘，袁帥.地鐵車輛單臂受電弓關鍵部件故障形式及檢修建議[J].電力機車與城軌車輛，2014，02（01）：81-84.

[2]陳明國，許曉勤，李軍，錢世勇，曹秀峰.城市軌道交通車輛單臂受電弓結構參數的優化設計與驗證[J].城市軌道交通研究，2009，11（03）：57-62.

[3]王海嘯.淺談單臂受電弓在軌道交通車輛中的應用[A].中國土木工程學會城市軌道交通技術工作委員會.2012中國城市軌道交通關鍵技術論壇暨第三屆中國（長春）國際軌道交通論壇論文集[C].中國土木工程學會城市軌道交通技術工作委員會：，2012：2.

[4]王海嘯.淺談單臂受電弓在軌道交通車輛中的應用[A].中國電工技術學會軌道交通電氣設備技術專業委員會、北京交通大學.2013年軌道交通電氣與信息技術國際學術會議（EITRT2013）論文集[C].中國電工技術學會軌道交通電氣設備技術專業委員會、北京交通大學：，2013：3.