淺析地鐵車輛受電弓基礎構造及維護

(南昌軌道交通集團有限公司 運營分公司，江西 南昌 330000)

1 概述

受電弓是車輛從接觸網取得電能的電氣設備，通過絕緣子安裝在車頂，升弓時，受電弓滑板與接觸網接觸取得電流，再經車頂導線傳送至車內高壓設備，供車輛使用。

2 受電弓的工作特點

2.1 升降弓

升降弓時間指在升弓氣囊處在額定工作氣壓時(南昌地鐵2號線升弓氣囊驅動壓力范圍360-450 kPa)，由落弓位升到最大工作高度和最大工作高度降至落弓位所需的時間。

滑板與接觸導線接觸可靠，磨耗小，升、降弓不產生過大沖擊。升弓時滑板離開底架要快，貼近接觸導線要慢，防彈跳。降弓時脫離接觸導線要快，以防拉??；落在底架上要慢，以防對底架有過大的機械沖擊。

升弓時間(弓頭離開止擋到最大工作高度)≤8 s

降弓時間(最大工作高度到弓頭落到止擋位置)≤7 s

檢修維護作業中規定升降弓時間為：升弓8-1S，降弓7-1S。

2.2 靜態接觸壓力

受電弓是靠滑動接觸來傳導電流的，弓頭滑板與接觸網導線形成摩擦偶件。為保證可靠的電接觸，其必須保持一定的接觸壓力，靜態接觸壓力是其主要技術參數之一，它包括三個部分。

2.2.1 額定靜態接觸壓力

指在靜止狀態下，受電弓弓頭滑板在工作高度范圍內對接觸網導線的壓力。

1)壓力值偏小，受流時離線率高，離線瞬間產生的電弧，影響正常受流，且使滑板和接觸網導線間的表面光滑度惡化，加劇碳滑條磨損。且易使接觸網導線和滑板間產生高溫，損壞接觸導線或滑板。

2)壓力值偏大，機械摩擦增大，磨損也隨之增加，影響接觸網導線和滑板的使用壽命。

靜態接觸壓力：120 N±10

2.2.2 同高壓力差

指受電弓弓頭在同一高度下，上升和下降時的靜態接觸壓力差。該值的大小，代表了受電弓各運動鉸接部分的摩擦力大小。為減小摩擦力，在受電弓中各鉸接部分均裝有滾動軸承。同高壓力差(理想值低于20 N)。

2.2.3 同向壓力差

指在工作高度范圍內，受電弓上升時和下降時的最大靜態接觸壓力差，代表了受電弓的總體調整水平。

3 受電弓主要結構

受電弓主要由弓頭，上臂，下導桿，下臂，絕緣子，升弓彈簧，ADD控制箱和受電弓底架組成

4 受電弓原理

4.1 升弓

首先確定氣壓達到升弓規定最低壓力，按下升弓按鈕，壓縮空氣經電磁閥，再到受電弓控制單元，最后進入空氣彈簧，空氣彈簧動作帶動下臂桿運動，弓頭在平衡桿的作用下，在工作高度范圍內始終保持水平狀態，升弓過程應當平穩無有害沖擊，且升弓時間符合要求。

4.2 降弓

按下降弓按鈕，空氣彈簧內的壓縮空氣排出，受電弓在其自身重力和阻尼器阻尼作用下，平穩緩緩下落，并落在底架橡膠止擋上。降弓過程應當平穩無有害沖擊，且降弓時間符合要求。

4.3 電動泵應急升弓

電動泵應急升弓方式是采用蓄電池為電動泵供電，由DC110 V電動泵泵風來實現受電弓的應急升弓功能。電動泵須工作在蓄電池正常的工況下，電動泵升弓裝置通過單向閥和受電弓升弓氣路連接。

4.4 人工應急升弓

當電動泵故障或蓄電池電壓過低時應采用人工應急升弓方式升弓。人工應急升弓方式作為電動泵應急升弓方式的后備。采用人工升弓方式 ，腳踏升弓時需操作U15置于管路垂直位，還需注意觀察該升弓泵上壓力表數值，以保證弓網壓力正常，受流穩定，如圖1所示。

說明：當總風管路的壓力達到6.5 bar時，壓力開關(U09)閉合，向TMS輸送信號顯示可以升弓，這時可按下升弓按鈕，接通電磁閥(U05)，向受電弓供風。當總風管路壓力低于4.5 bar時，壓力開關(U09)斷開。

當總風管路壓力低于4.5 bar不足以升弓，將使用輔助壓縮機進行打風進行升弓。首先按下輔助壓縮機送電按鈕，激活列車線，輔助壓縮機開始工作，向氣路板(U06)供風，壓縮空氣經過單向閥(U02)、過濾器(U03)流向輔助風缸(U11)，當輔助風缸的壓力達到8 bar時，壓力開關(U08)斷開，輔助壓縮機停止工作，同時送給TMS信號顯示可以升弓，按下升弓按鈕，接通電磁閥(U05)，向受電弓供風。

圖1 受電弓氣路圖

在升弓的過程中由于輔助風缸中壓力在不斷降低，當壓力低于6.5 bar時，壓力開關(U08)閉合，輔助壓縮機開始工作，繼續向輔助風缸中供風。

4.5 ADD功能測試

ADD功能測試可操作圖1中U13 ADD功能測試閥，此時需注意要將按壓管軸將弓頭控制和橡膠堆距離不超過20 cm，以防止人處于弓頭之下和砸頂。

操作U13可模擬碳滑條內氣體外泄，產生與氣囊相比的壓力差(0.2 bar)膜片閥動作，氣囊通過U10快速排氣達到降弓。同時U12動作在電路圖中1、2觸電閉合，ADD故障繼電器得電，ADD故障回路自鎖，反饋ADD故障信息，U05控制回路斷路，U05失電受電弓無供氣。

操作ADD故障恢復按鈕，可使ADD恢復電磁閥得電，截斷ADD控制箱至碳滑板氣路達到保壓，此時ADD故障恢復。由于U05已失電，升弓需重新操作升弓按鈕。

注意：當主風缸無氣時，啟動應急升弓泵達到有升弓允許時，升弓操作只能先升MP1車受電弓。若升雙弓操作，MP2車無氣壓40S未升弓會報ADD故障。若報ADD故障，在總風達到4.8 bar后可操作ADD故障按鈕兩次重新升弓。

5 受電弓典型故障分析與處理

受電弓典型故障分析與處理的故障清單見表1。

表1 故障清單

6 結語

剛性接觸網，弓網出現拉弧可能由于接觸網有小硬點，或接觸網安裝缺陷導致單條碳滑條出現短暫離線現象出現拉弧。碳滑板與接觸網磨合不佳，存在較多的導電斑點，當經過若干導電斑點時，電流經過導電斑點產生高溫可致使導電斑點融化、汽化或切削分離產生電火花。

受電弓是地鐵車輛的重要設備，受電弓的良好狀態是地鐵車輛安全運營的一個重要保障，受電工的正常維護保養，當受電工出現故障時，可以參考以上分析，具體分析，對癥下藥，即能有效解決受電弓故障，保障地鐵車輛的正常運營。