重慶地鐵?6?號線單臂受電弓故障分析

何曉玲

摘 要：以重慶地鐵 6 號線斯特曼單臂受電弓為例，介紹其結構及工作原理，通過故障現象、電路及氣路控制原理深入分析其自運營以來發生的自動降弓裝置（ADD）保護功能失效、ADD 斷開高速斷路器和無法正常降弓等故障，提出對應整改措施并進行驗證。驗證結果良好，未再發生相關故障，從而降低受電弓的故障率。

關鍵詞：地鐵;受電弓;ADD;降弓保護;高速斷路器;故障分析;整改措施

受電弓是從高架接觸網向機車傳導電能的裝置，只有可靠的工作性能才能保證地鐵列車穩定的運行。受電弓一旦發生故障，將嚴重影響列車的正常運營。重慶地鐵6號線斯特曼單臂受電弓自運營以來發生多起受電弓ADD降弓保護功能失效、列車不能正常降弓等故障，因此，有必要分析和研究受電弓發生故障的真正原因，從而降低其故障率，提高其上線率。

1 受電弓簡介

1.1 結構

斯特曼單臂受電弓主要由底架、閥箱2、絕緣子、升弓裝置、閥箱1、導桿、上臂、滑片、弓頭、弓頭導桿、下臂及阻尼器等組成，如圖1所示。

1.2 升降弓工作原理

1.2.1 升弓工作原理

首先按下升弓按鈕，若氣壓達不到受電弓的額定工作氣壓，升弓系統會自動啟動升弓泵，待壓力足夠后，壓縮空氣經車內電磁閥、受電弓氣源控制箱進入氣囊，氣囊膨脹推動鋼絲繩帶動下臂運動，下臂在拉桿的協助下托起上臂及弓頭，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，并按規定的時間平穩地升至網線高度，完成整個升弓過程。

1.2.2 降弓工作原理

當按下降弓按鈕，控制系統釋放氣囊中的壓縮空氣，受電弓在重力作用和阻尼器的輔助作用下平穩地落到底架的橡膠止擋上，至此完成整個降弓動作。整個降弓過程在規定的時間內完成。

2 受電弓故障現象及分析

重慶地鐵6號線斯特曼受電弓自運營以來經常發生各類電氣故障，其中比較典型的是ADD斷開高速斷路器、受電弓不能正常降下和ADD降弓保護功能失效。

2.1 ADD 斷開高速斷路器

2.1.1 故障現象

ADD斷開高速斷路器故障有以下3種情況。

（1）運行時報ADD斷開高速斷路器，不降弓。2019年7月25日，620編組列車發生4車、5車高速斷路器斷開故障，列車控制與監控系統（TCMS）報“MP2 ADD斷開高速斷路器”故障信息，顯示5車受電弓未降下。

（2）庫內升弓時閃報ADD斷開高速斷路器，降弓。2019年7月14日，614編組列車發生4車、5車主斷路器斷開故障，6車輔助電源系統（APS）發生故障，TCMS報“MP2 ADD斷開高速斷路器”故障信息。當 5 車ADD斷開高速斷路器后，4車、5車主斷路器斷開，此時5車受電弓降下，6車APS無法工作，啟用擴展供電（當列車中一個單元的輔助供電系統發生故障后，則另一個單元的輔助供電系統給故障單元提供380V電壓）。

（3）運行時報ADD斷開高速斷路器，降弓。2019年7月19日，612編組列車出現2車受電弓降下故障，即TCMS報“升弓命令后MP1車受電弓未升到位”故障信息，顯示2車受電弓降下。

2.1.2 故障分析

以上3種故障檢查時均發現碳滑板有漏氣，漏氣點均在碳滑板和鋁托架結合部，碳滑板內部氣管因弓網拉弧產生高溫燒融，如圖2所示。

同為漏氣故障，但3次故障現象都不同：620編組列車的碳滑板漏氣后只發生ADD斷開高速斷路器，沒有降弓;614編組列車的碳滑板漏氣后，ADD斷開高速斷路器且降弓，降弓后APS無輸入，列車擴展供電部分開始工作;而612編組列車的碳滑板漏氣后，只發生降弓，沒有發生ADD斷開高速斷路器。這就需要結合斯特曼受電弓ADD降弓保護電路原理及其氣路原理具體分析，其電路原理圖和氣路原理圖分別如圖3和圖4所示。

（1）620編組列車故障分析。當碳滑板K01或K02發生輕微漏氣故障后，碳滑板后端的ADD壓力開關C2將進行壓力檢測，當壓力值減小至C2設定值（310～350 kPa）的下限時，C2動作，觸發電信號。由圖3得知，在正常升弓狀態下，壓力開關C2的壓力繼電器2的觸點1、3閉合，而漏氣后壓力降到C2設定值下限后，壓力繼電器2的觸點1、2閉合，控制繼電器2KA47得電，2KA47 觸點分別控制向TCMS 發送ADD斷開高速斷路器信號和斷開主斷路器。這時TCMS則報“ADD斷開MP車高速斷路器”故障信息，對應的2節動車高速斷路器斷開。如果漏氣量不再繼續增大，達不到快速下降閥（又稱“膜片閥”，SV1）的動作條件，受電弓會維持升弓狀態，不會降下。

（2）614編組列車故障分析。在620編組列車故障現象的基礎上，如果漏氣量一直增大，達到SV1的動作條件，SV1開始迅速排氣，氣囊內的壓縮空氣很快被排放，受電弓降下。氣囊內的壓力由受電弓升降弓位信號壓力檢測開關C3（設定值為310～350 kPa）檢測，此時壓力降低后C3觸發動作，向TCMS報告受電弓降下信號。在正常升弓狀態下，壓力開關C3的壓力繼電器1的觸點1、3閉合，回路2418向TCMS報告升弓位信號。而漏氣后壓力降至C3設定值的下限后，壓力繼電器1的觸點1、2閉合，2419回路向TCMS報告降弓位信號，此時TCMS 報“升弓命令后MP車受電弓未升到位”故障信息。

（3）612編組列車故障分析。經檢查612編組列車MP1車的壓力開關C2發生故障，所以未報出ADD斷開高速斷路器故障信息。漏氣量持續增大，SV1開始迅速排氣，受電弓降下，壓力開關C3動作，此時TCMS報“升弓命令后MP 車受電弓未升到位”故障信息。

2.2 受電弓不能正常降弓

一般情況下，受電弓不能正常降弓有電路和氣路2個方面的原因。電路方面包括繼電器故障、接線絕緣不良導致串電、降弓按鈕故障等;氣路方面包括排氣閥故障、降弓電磁閥故障、氣路堵塞等。