CED180型受電弓快排閥故障分析及改進措施

王志偉

【摘 要】根據 CED180型受電弓快排閥的結構原理及工作性質，通過對2015年上半年出現的20多起自動降弓誤動作、受電弓升不起等故障的處理分析，確定導致受電弓這些故障的原因，并提出整改措施。

【關鍵詞】CED180型受電弓;快排閥;自動降弓

中圖分類號： U264.34 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）12-0183-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.12.089

1 問題的提出

CED180型受電弓是一種具有快速降弓保護功能的氣囊驅動式受電弓， 朔黃鐵路于2013年開始對37臺SS4B型電力機車采用CED180型氣囊受電弓，經過兩年多時間的實際運用，自動降弓誤動作、受電弓升不起的故障時常發生，僅2015年上半年機車運行數據統計，自動降弓誤動作9件、受電弓升不起13件，不僅造成檢修成本的上升，而且造成檢修職工的勞動強度增加，嚴重影響了正常運輸秩序，給安全生產埋下質量隱患。

2 CED180型受電弓工作原理及快排閥構造原理

該型受電弓主要由底架、絕緣子、鉸鏈機構、導流線、弓頭、平衡桿、升弓氣囊裝置、阻尼器和閥板等部件組成。

受電弓的升弓和降弓運動通過控制進入或釋放氣囊的壓縮空氣來實現。氣閥板上電磁閥得電，壓縮空氣通過氣路裝置和快速降弓閥進入氣囊，氣囊收到壓縮空氣的作用膨脹抬升，使得蝴蝶座通過鋼絲繩拉拽下臂桿，這樣，受電弓在鋼絲繩的作用下，將隨著氣囊膨脹的大小而先快后慢地升弓;電磁閥失電，閥腔通大氣，快速降弓閥中的快排閥口打開，氣囊升弓裝置內的壓縮空氣通過快排閥迅速排除，氣囊收縮，受電弓靠自重迅速降弓，整個降弓過程先快后慢。

2.1 快排閥主要構造及主要技術參數

滑板由于任何損壞（破損或過度磨損）造成壓縮氣體泄露，氣囊將通過快排閥排氣，從而實現受電弓的自動降弓。快排閥主要由閥體、彈簧、模板總成和上蓋等部件組成（如下圖2所示）。

2.1.1 機械性能

最小工作氣壓：0.2MPa

最大工作氣壓：0.85MPa

正常壓力工作范圍：0.20～0.85MPa

額定流量：≥3500L/min

2.1.2 開啟壓差

當快排閥完全開啟時，進氣腔與控制腔之間的壓力差應為0.18±0.02MPa

2.1.3 響應時間

開啟壓差形成與閥全開啟狀態的時間差：≤0.1s

2.2 快排閥作用原理

受電弓快排閥氣路如圖3所示，當受電弓碳滑板受損出現泄漏時，受電弓的ADD氣路的壓力下降，快排閥下腔的壓力將大于快排閥上腔的壓力，快排閥膜板將打開快排閥下腔通往大氣的通路，受電弓的工作壓力將快速下降，導致受電弓快速降弓。與此同時壓力開關由于氣壓下降而動作給出信號，LCU邏輯控制單元檢測到壓力開關動作信號后執行分主斷、降弓，兩節司機室蜂鳴報警，BCU制動控制單元接受LCU發出的減壓信號843，執行列車管常用制動減壓80Kpa左右。以保證在受電弓降弓開始之前，機車能夠先行切斷機車電源和制動停車的功能。

3 原因分析

機車壓縮空氣通過受電弓氣閥板后由快排閥進氣口進入到快排閥下腔，之后壓縮氣體會迅速地由快排閥膜板上的快排閥阻尼孔進入到快排閥上腔，快排閥上下腔氣壓逐漸達到一致，由于快排閥膜板上腔的壓力接觸面積比下腔的壓力接觸面積大，快排閥上腔給膜板的壓力會比下腔大，這樣快排閥膜板封住快排閥下腔通往大氣的通路，很好地保證下腔的氣密性，從而保證受電弓快排閥的正常工作。

根據受電弓快排閥結構及工作原理，通過對自動降弓誤動作、受電弓升不起等故障的查找處理、匯總分析。造成快排閥異常排氣有以下兩種原因：

（1）當ADD 氣路及壓力開關氣路泄漏或快排閥膜板上直徑0.8mm阻尼孔堵塞，快排閥上腔氣壓小于下腔， 受電弓快排閥才會排入大氣，當快排閥出現排風現象時，就會將受電弓升弓氣囊中的壓縮氣體一起排向大氣，從而導致受電弓的自動降弓動作。

（2）受電弓快排閥內橡膠模板由于材質使用不良，主要由于凸起變形引起，橡膠層與閥口的黏結度不夠好，在模板與閥口圓周處出現氣隙，受電弓氣囊中的壓縮空氣通過氣隙排入大氣，導致受電弓升不起的情況發生。

4 采取的措施

（1）通過對受電弓故障處理情況來看，出現的受電弓快排閥非正常排氣現象，主要原因就是由于快排閥阻尼孔被雜質堵塞，由于快排閥排風可能會將下腔中的雜質排出大氣，這樣拆解快排閥可能無法檢查到快排閥下腔的雜質，回段后檢查試驗都正常。因此，保證受電弓供風氣路的清潔度是保證受電弓快排閥穩定的關鍵，采取在快排閥進氣口增加過濾網的方式對進入快排閥的氣體進行清潔過濾，這樣可以確保受電弓快排閥的正常工作。

（2）加強日常的維護。在機車進行修程時，由專業班組對受電弓快排閥進行拆解，對快排閥橡膠模板及阻尼孔暢通情況進行檢查，發現模板裂損、老化、變形等情況進行更新，快排閥內部進行清潔。同時，認真做好受電弓性能試驗，對ADD氣路及壓力開關氣路密封性進行緊固檢查，確保氣路無泄漏。

（3）選購質量好的橡膠模板。橡膠模板的質量好壞直接影響到快排閥密封的效果，因此材料選購時，應符合表面無缺料、凸起、氣泡、氣孔、裂紋、折痕、變形等缺陷，保證在-50℃-70℃的環境溫度條件下有良好的密封性和動作靈敏性，橡膠彈性和韌性符合橡膠件要求，避免因材料質量出現的故障。

5 達到的效果

通過對韶山4B型電力機車CED180型受電弓快排閥的技術改進，經過三個月時間機車運行情況，未出現此類故障情況，保證了安全運輸，達到了預期的效果。