合肥地鐵二號線受電弓日常維護及故障預防

韓春

摘要：文章介紹QG-120型單臂受電弓結構及工作原理，以合肥地鐵2號線為例，闡述受電弓日常檢查事項，結合庫內檢修經驗，梳理受電弓常見故障。通過對目前其他地鐵公司受電弓常見故障進行總結，提出針對合肥地鐵列車受電弓的維護與保養的建議。

關鍵詞：受電弓：日常維護：故障預防：碳滑板：上框架裂紋

引言

受電弓作為地鐵車輛運行的重要供電設備，其工作的穩定性直接決定了電客車是否能正常運行[1]。截止2018年10月，合肥地鐵一、二號線均采用上海天海QG-120型受電弓，共計108臺單體設備。該型號受電弓具有結構簡單、性能安全可靠、維護簡單、日常維護工作最小等特點[2]。本文在敘述QG-120型受電弓工作原理的基礎上，結合庫內檢修經驗，以合肥地鐵二號線電客車為例，對目前合肥地鐵電客車受電弓常見故障進行概述，提出解決措施；通過對該受電弓在其他地鐵公司運用情況，及對其他受電弓目前出現的故障進行總結，為合肥地鐵二號線受電弓的日常維護提供參考。

1 合肥地鐵2號線電客車受電弓結構及原理

升弓時，當氣壓達到受電弓的額定工作氣壓時，按下升弓按扭，壓縮空氣經車內電磁閥、受電弓控制箱進入空氣彈簧，空氣彈簧膨脹推動鋼絲繩帶動下臂桿運動，下臂桿在拉桿的協助下托起上臂桿及弓頭，弓頭在平衡桿的作用下，在工作高度范圍內始終趨于水平狀態，并按規定的時間平穩的升至網線高度，完成整個升弓過程。整個升弓過程受電弓的運動平穩，不對架空接觸網線產生有害的沖擊。

受電弓的降弓過程包含快降和慢降兩個階段。當需要降弓時，按下降弓按扭，控制系統釋放空氣彈簧中的壓縮空氣，受電弓在重力和阻尼器的雙重作用下平穩的落到底架上的橡膠止擋上，完成整個降弓動作。整個降弓過程在規定的時間內完成，并且受電弓的運動平穩對底架和車頂無有害沖擊[2-3]。

2 受電弓日常維護

1）檢查各固定螺栓無松動，電纜連接部位，防松線清晰無錯位；

2）目視檢查受電弓上臂桿、下臂桿、平衡桿、拉桿、底架表面無掉漆，無碰撞痕跡，各部位無裂紋。

3）檢查碳滑條表面光滑，無嚴重的崩邊、安裝牢固，并測量碳滑條厚度

4）檢查升弓氣囊表面橡膠無老化，無裂紋；升弓鋼絲繩、導流線無斷股，阻尼器外觀完好，無漏油現象

5）測量弓網壓力及升降弓時間

6）清潔檢查絕緣子、支持絕緣子和避雷器是否有裂紋、撞擊等情況

3 合肥地鐵2號線受電弓常見故障統計

合肥地鐵2號線自開通起，對庫內檢修數據進行分析，截止2018年9月30日，受電弓系統共計發現227條故障，占檢修總故障的12.4%。故障率比例前三項為降弓時間＼狀態的調整、氣囊偏移＼膨脹不一致、漏氣。

3.1 降弓調整

當按下降弓按鈕，受電弓將實現兩步降弓，第一步受電弓快速脫離接觸網網線，第二步受電弓平緩降下，整個過程平穩且不對底架及車頂造成有害沖擊。受電弓氣路控制原理圖如圖二。

截止2018年6月，大部分受電弓在現場檢修中普遍存在降弓無快降或降弓速度過快且砸頂，在反復調整快降閥（閥7）和換向閥（閥8）后依然效果不明顯。

現場檢查分析，由于前期隧道內環境復雜導致部分帶有灰塵的壓縮空氣進入管路，灰塵貼附在換向閥換向桿和快降閥調整桿上，導致快降閥和換向閥在工作時精密度下降，隨即對現場28列電客車快降閥調整桿和換向閥換向桿進行清潔。整改后降弓時間過快和降弓狀態不穩定得到有效改善。

3.2 氣囊偏移＼膨脹不一致

由于QG-120 型受電弓的升弓氣囊由氯丁橡膠與襯環共同組成密封空間[1]。在工作時，通過給氣囊充氣，使氣囊膨脹，前期使用過程中出現氣囊膨脹不均勻的情況，影響受電弓的正常使用。

借用其他地鐵的成熟經驗，對合肥2號線地鐵受電弓氣囊進行改進，增加氣囊鋁合金襯環。在升弓狀態下，襯環在氣囊膨脹的壓力下，防止氣囊過度膨脹，且該襯環具有強度高，穩定性和剛性好的特點。在整改后，受電弓氣囊偏移、膨脹不一致的情況得到有效改善。

3.3 漏氣

受電弓漏氣是氣動受電弓中最常見的故障[4]，故障點主要集中在受電弓氣控箱進氣口、氣囊進氣口、氣路板、拉桿、受電弓ADD降弓裝置漏氣等，若受電弓漏氣，則會導致受電弓升弓無法保持等故障產生。

4 受電弓重點故障預防

4.1 受電弓上框架裂紋或斷裂

近年來，根據多家地鐵運營的情況來看，受電弓上框架使用過程中出現斷裂情況時有發生，其中涉及南京、廣州、等多家地鐵受電弓。

結合其他地鐵公司檢修經驗，受電弓框架裂紋或是斷裂主要原因有兩方面：一、材料焊接質量問題或局部材料強度不足；二、受電弓長期處于低工作高度，導致應力集中而產生裂紋。對隧道內使用剛性接觸網條件下的受電弓，受電弓上框架肘接部位出現裂紋的時間大約為1.5年左右，因此對受電弓上框架的檢查正是合肥地鐵檢修人員下一步需要加強檢查的重點。[5-8]

4.2 受電弓滑板異常磨損和裂紋

在目前使用的受電弓中，燒結型和浸金屬型的碳系滑板運用最為廣泛。滑板是受電弓與接觸網直接接觸的部分，因此滑板的正常磨耗是不可避免的[7]。磨損的主要分為機械磨損和電磨損，電磨損的比例高達70%以上，主要受到弓網之間的接觸壓力、列車運行速度，電流負荷、接觸網的狀況等因素的影響。其中，弓網之間的接觸不良，產生的拉弧或是電火花，導致局部溫度過高，使弓網間正常摩擦變成高溫下的黏著摩擦，加大了滑板的異常磨損[9]。

倘若受電弓下降速度過快，使受電弓弓頭部位與止擋瞬間產生加大沖擊力和反響沖擊，容易使滑板產生裂紋。

倘若升弓時間過快，弓網靜態壓力過大，弓網撞擊造成碳滑板掉塊，在運行過程中，掉塊的碳滑板處需要承擔整個碳滑板的沖擊，同樣容易造成滑板的縱向裂紋。

5 小結

本文通過對合肥地鐵2號線電客車受電弓系統進行分析，闡述了QG-120型受電弓的日常維護。統計自開通來受電弓故障信息，針對庫內檢修重點故障進行逐一分析。結合其他成熟地鐵日常維保的經驗，對不同型號受電弓共性頻發故障進行統計分析，為今后合肥地鐵電客車受電弓系統檢修提供指向性，做到故障提前預防，保障列車安全運營。

參考文獻：

[1]葉旺. 成都地鐵2號線1期電客車受電弓優化淺析[J]. 信息通信，2017（11）：275-276.

[2]高興彬，晉睿，黃德勇. 城市軌道交通受電弓工作原理淺析及未來發展方向[C]// 高速鐵路與軌道交通旗艦版2018年. 2018.

[3]賀飛，肖虎，朱冠宙. 淺析地鐵車輛受電弓日常維保與故障排查[J]. 技術與市場，2016，23（3）：42-42.

[4]歐昌宇，鐘源，吳積欽. 地鐵車輛受電弓上框架疲勞裂紋成因分析[J]. 城市軌道交通研究，2018（8）.

[5]李洪蔚. 城市軌道交通車輛受電弓常見故障綜述[J]. 鐵道技術監督，2018（4）.

[6]方松，高紅星. 地鐵車輛受電弓故障分析[J]. 機械，2014，41（11）：8-10.

[7]陳明國，馮葉，孫云嵩. 高速受電弓上框架裂紋故障分析與改進[J]. 機車電傳動，2017（4）：105-109.

[8]王冠青. 地鐵電客車受電弓常見故障原因分析及處理[J]. 科技研究，2013（11）：197-197，196.