城铁车辆受电弓检修的研究

城铁车辆受电弓检修的研究

杨培一 吴东昇 李皓

中车 长春轨道客 车股份有限公司，吉林长春 130062

摘要：受电弓是轨道交通车辆上一个重要的电气部件，是轨道交通车辆检修工作中的安全关键部件和项点。通过分析研究城铁车辆受电弓检修现状和存在问题，有针对性地提出相关对策和建议，进一步提升受电弓的检修质量。

关键词：轨道交通车辆 受电弓 检修 建议

1、前言

作为轨道交通车辆上一个重要的电气部件，受电弓通过支持绝缘子，分别安装在牵引车顶盖的上部。受电弓不运用时处于折叠状态，运用时则升起与接触网接触。受电弓升起以后，通过碳滑板与接触网导线接触；通过车顶部的母线，将电流（工作电压19.5kV～27.5kV）从接触网上引入车辆,供车辆在正常运行时使用。受电弓是车辆投入正常运用的首要条件，是车辆检修工作中的安全关键部件和项点。

2、受电弓工作原理

受电弓主要由底架、阻尼器、升弓装置、下臂、弓装配、下导杆、上臂、上导杆、弓头、碳滑板，以及升弓气源控制阀板等零配件组成。当升弓的时候，通过控制受电弓电空阀，使压缩空气进入车顶部受电弓升弓气囊。气囊充气膨胀，推动导盘向前移动，然后通过钢索带动下臂绕轴顺时针旋转。上臂在推杆的作用下逆时针转动，使受电弓的弓头升起。当降弓的时候，控制受电弓电空阀，使气路与大气接通，气囊收缩，下臂作逆时针转动。气囊收缩以后，受电弓的弓头依靠自重迅速降到落弓位。受电弓还配备了自动降弓装置（ADD），由快速排气阀、自动降弓关闭阀、试验阀，以及相应的气路组成。自动降弓装置属于一种保护装置，其作用是当滑板断裂或磨损到限时，能够保证受电弓迅速地降下，实现快速自动降弓的功能。同时，压力开关动作，使主断路器断开，从而避免接触网和受电弓发生损坏现象。

3、受电弓常见故障

由于车辆受电弓的工作环境和自然环境都比较恶劣，在运用的过程中，又因为部件的机械振动、磨损、电蚀、老化龟裂、松动等多方面的原因，致使受电弓很容易出现故障，影响正常运用。

设计制造缺陷或使用过程的机械运动。因为设计制造的缺陷或使用过程中的机械运动，时常造成受电弓框架、碳滑板等部件发生裂损。

部件磨损。碳滑板、编织线和钢丝绳等极容易磨损的部件，在长期的使用过程中，还会产生磨耗、裂纹、电蚀等现象，存在安全隐患。

材质原因。气囊、控制风管路（包括PVC风管），以及接头发生裂漏，或者升弓气源控制板节流阀、调压阀松动发生变化，也会造成受电弓控制风压出现变化。加上由于有的材质不符合技术要求，也会造成故障时有发生。

碳滑板故障。碳滑板是整个受电弓系统当中损耗和故障率最高的部件。碳滑板工作状态与碳滑板的质量、接触压力有关。如果碳滑板发生裂损、断裂，或者碳滑板与网线接触达不到规定的压力，极易造成受电弓拉弧或自动降弓故障。

自动降弓故障。自动降弓装置属于一种保护装置，用于受电弓在发生故障的时候，快速自动实现降弓功能。自动降弓装置的结构比较复杂，很容易因为膜片的老化变形、小孔堵塞，造成快速排气阀卡滞。自动降弓装置如果发生故障，将会导致受电弓无法升起或自动降弓。

4、受电弓检修现状和存在问题

4.1、检修现状

受电弓是轨道交通车辆的关键部件。为了确保受电弓的安装和性能状态都能满足使用的要求，均需要按照受电弓的检修规程和范围，对受电弓作相应的检测调试。静态检查：包括检查受电弓的安装、底架、弓头、升弓装置、阻尼器、铰链机构、钢丝绳、编织导线、碳滑板、升弓气源控制阀板，以及自动降弓装置（ADD）的状态等。性能试验：包括动作试验、升降弓时间试验、升弓高度试验、气密性试验、静态压力特性试验、自动降弓装置（ADD）性能试验等。

4.2、存在问题

受电弓检测方式缺乏规范性：①在受电弓的气密性试验过程中，采用涂肥皂液检查（即“涂液检漏”）方式，确认风管路以及接头漏风情况。涂液检漏方法简单实用，现象直观而且可以直接查找到泄漏点。但同时存在涂液制作调制比例、使用方法、检测部位、涂液数量等各不相同，检测的过程随意性较大，缺乏规范性，往往无法及时发现存在的隐患。②采用砝码替代弹簧秤，测量受电弓静态接触压力。这种方式虽然简单，但是测量的数据不全，只能测量在静止状态下的静态接触压力，无法测量在匀速运动下的接触压力，以及最终的平均接触压力。由于受电弓在车辆运行过程中处于上下运动的状态，因此只测量静止状态下的静态接触压力，无法有效地保护受电弓的受流质量。③在受电弓升弓高度和升降弓时间，使用木尺和秒表，采用人工方式测量。这种检测方式简单落后，检测过程随意性大，测量数据误差大。

受电弓状态检查方法落后：受电弓的状态检查，全部采用人工目视检查，缺少更科学、更有效、更准确的检查方法。采用人工目视方法检查，检查质量主要依靠检查人员的业务能力、经验和责任心，容易出现遗漏故障隐患的情况。

缺乏必要的动态质量监控：对碳滑板、编织线和钢丝绳等磨耗易损的部件，只是简单的检查，缺少必要的动态记录，缺乏有效的质量监控管理，无法对存在的质量问题预判和追溯，往往在出现重大的质量问题之后才采取相应措施。

受电弓检查检测范围存在缺失遗漏：①对自动降弓装置（ADD）的检修工作重视不够。自动降弓装置属于一种安全保护部件，内部的结构比较复杂，其故障点主要发生在快速排气阀的内部，仅凭外观检查是无法发现的。而一旦发生故障，将会造成受电弓无法正常工作，且无法直接切除（只能到无电区才能关闭）。②在受电弓的检查检测试验中，只注重对车顶部受电弓部件、风管路及接头的检测试验，忽略了对风源质量，以及车辆内部升弓气源控制阀板、风管路和接头的检查检测。③在受电弓的日常维护保养过程中，都是采用车辆检测棚对碳滑板检测的数据作为主要依据。但是，由于受工作环境和工作方式等多种因素的影响，提供的数据准确度不够高。既无法提供实时监控，也无法提供变化后的准确数据。

5、对策建议

采用涂液检漏方法：在受电弓的静态检查过程中，除了采用眼观、手触、耳听等人工检查的方法之外，还应当继续采用涂液检漏的方法，以确认受电弓管路接头、碳滑板的漏风情况。强化涂液检漏检查方法的规范性，使用的检漏涂液应当作为一种检测工具，统一专业制作、保管和测试，保证其质量的可靠性。检漏涂液可由洗洁精和水按1:30的比例调配。制定相应的检测操作规程，统一采用喷淋方式涂液，规范喷淋的部位、方法、数量等，以便更加直观有效地发现故障隐患。

使用弹簧秤测量受电弓静态接触压力：特别是要注意认真测量好匀速运动下的接触压力，以及最终的平均接触压力。从而，切实提升受电弓在车辆运行过程的受流质量。

采用先进检测设备检测受电弓：自制或外购便携式受电弓检测仪，可以减少检测过程中人为因素的影响，提供更为准确、更加完整的受电弓检测数据，方便相关检测数据的收集和管理分析。

建立受电弓动态质量监控管理系统：重点跟踪统计分析易发生裂损的部件和碳滑板等磨耗易损部件的质量状态。通过对易发生裂损部件的统计分析，可以为检修工艺和范围的改进提供技术依据，提升重点部件的检修质量。通过对碳滑板等磨耗易损部件质量状态的动态监控，可以及时发现存在的异常磨耗，并对产品质量评估提供技术支持。

参考文献

1. 黄运建.电力机车受电弓检修现状分析和建议[J].广西铁道,2021(2):3.

2. 张程光.QG-120(B)型受电弓结构原理与常见故障分析[J].设备管理与维修,2021(17):3.