动车组受电弓升弓无法保持问题的分析

动车组受电弓升弓无法保持问题的分析

王伟,江震东,刘焕磊

中车青岛四方机车车辆股份有限公司  山东省  青岛市  266111

摘要：随着高速铁路的发展,动车组在客运方面发挥着不可估量的作用。而受电弓作为接触网导线和动车组牵引系统连接的纽带,它的运行状态直接影响着动车组安全运行。因此,分析受电弓的原理和检修,具有一定的现实指导意义

关键词：动车组运行；受电弓升弓；故障诊断及处理

1动车组受电弓结构组成

动车组受电弓主要由上臂杆、平衡杆、下臂杆、连接杆、阻尼器、碳滑板和升、降弓装置等部件组成。其中，平衡杆的作用是防止受电弓在控制升弓和降弓时弓头失稳而产生翻转;连接杆用以微调实现对受电弓几何形状的调节;阻尼器用于对上臂杆和下臂杆之间产生的振荡进行阻尼衰减，保证碳滑板与接触网之间的良好接触;碳滑板则通过升弓装置的作用与架空接触网导通，实现电能的传输。

2动车组受电弓控制原理

2.1受电弓气路控制原理

动车组受电弓气路控制部分主要由升弓电磁阀、ADD电磁阀、调压阀和气囊等组成，为受电弓的机械结构提供控制压力，从而控制受电弓的升降，并根据控制需求对气路系统的空气压力进行调节，以调整弓网之间的动态接触力。受电弓气路控制原理图如图1所示。司机通过操纵升降弓开关，控制升弓电磁阀完成一定动作来实现受电弓的升弓和降弓。当动车组需要进行升弓操作时，司机操纵升降弓开关发送升弓指令，升弓电磁阀得电而使得气路导通，列车管内压力空气首先进入过滤器进行过滤，然后通过升弓电磁阀和调压阀到达气囊，实现升弓动作;当动车组需要进行降弓操作时，司机操纵升降弓开关发送降弓指令，使得升弓电磁阀失电而隔断列车管与气囊之间的气路，气囊中的压力空气经升弓电磁阀排风口排至大气，受电弓在自身的重力作用下实现降弓动作。

2.2受电弓电路控制原理

动车组受电弓电路控制部分主要由中央控制单元(CCU)、司机室显示屏(HMI)、多功能车辆总线(MVB)和网络接口模块等组成，为受电弓的控制系统提供通信、逻辑和监控诊断等功能。受电弓电路控制原理图如图2所示。受电弓的工作状态通过MVB传输给CCU，CCU再经MVB发送给HMI;HMI接收到CCU传输过来的信号后，根据预先设置好的模式曲线，反馈控制气动调节器，对受电弓与接触网间的接触力进行调整。

3受电弓功能及用途

受电弓机械结构为铰链式，动作方式与人的胳膊由收缩状态向平直状态打开过程比较类似，通过三个呈三角形排列的支持绝缘子安装于机车车顶。受电弓升起后，接触网中的电能通过与之接触的受电弓碳滑板导流，继而通过受电弓金属导电体、金属软编线、避雷器将电能传导至高压隔离开关、高压互感器、真空主断路器等高压电器部件，最终传导至主变压器、牵引变流器，通过变压器、变流器对电能进行降压及其交流——直流——交流转换，最终变换为各种适合机车各类电器部件使用的电能。

4故障现象

受电弓通过下车解体检修、试验后各项指标、参数均符合要求。组装上车后机车整体进行低压调试、高压调试在此过程中出现给升弓命令后受电弓无法升起的问题。

5故障判断

（1）查看微机显示屏上是否有升弓故障的故障信息，或者是有受电弓滑板故障信息，如果有升弓故障的信息提示，则说明提供给CCU的升弓信号正确，故障发生在升弓电磁阀、升弓风路、机械以及反馈信号环节。查看结果无任何相关的升弓故障信息提示，可能是由于升弓扳键开关或电钥匙信号未给出，造成升弓条件不满足。

（2）检查电钥匙状态，确认处于闭合位，且信号给出无误。进行反复升弓试验，任无法正常升起。转换到另一操纵端升另一受电弓操作，另一受电弓可正常升起且未出现自动降弓现象，排除司机室升弓扳键开关故障。

（3）断开蓄电池控制电源开关，重新上电后升弓：查看微机显示屏上是否有来自CCU或来自TCU1、TCU2的禁止合主断保护，查看结果如果为无，则不需要对CCU进行电脑清保护的解锁操作。进行升弓操作时，检查确认被选择受电弓的气阀板上升弓电磁阀（Ⅰ端41YV，Ⅱ端42YV）有动作声响，并监听精密调压阀无漏风情况。电磁阀得电吸合动作，但是进风、回风压力无法建立，判断受电弓气路有泄漏处所，重点检查制动柜U43.13的塞门已正确开启，检查车顶进风软管、ADD阀及塞门、滑板、气囊等部件，最终检查出滑板上有细小裂缝，且极难发现。更换新的受电弓滑板条后故障消除，故判断出给升弓命令后受电弓无法升起的问题由滑板条裂缝漏风引起。

6分析原因

针对快排阀漏风问题，驻段验收室及时与机务段技术人员共同对故障原因进行了查找分析，通过摸索总结，漏风问题主要由以下4种原因引起。

（1）设计时快排阀存在缺陷，排气口孔径较大且与膜板距离过近。通过解体大量故障受电弓的快排阀，发现膜片与排气口贴合部位存在问题，主要表现在快排阀排气口孔径与外界空气接触的横截面积较大且与膜板距离过近，导致外界空气中的灰尘极容易进入到排气口与膜片的贴合部位，使膜片与阀体不能紧密贴合，造成升弓时压缩空气沿快排阀排气口排除，从而导致受电弓不能正常升起。

（2）气阀板风表校验方法存在质量和安全隐患。前期使用的气阀板风表校验方法是油介质校验。在使用油介质校验之后，风表的弹簧管内会残留一定的油介质，之后在机车运行中，油介质会逐渐被压缩空气沿升弓管路吹到快排阀内，快排阀内积攒的油介质很容易吸附管路中及压缩空气和外界大气中的灰尘，这些油泥状异物堵塞阻尼孔或使膜片与阀体不能完全紧密贴合，从而导致快排阀漏风，受电弓无法正常升起。

（3）风管中的杂质颗粒堵塞快排阀膜片上的阻尼孔。阻尼孔孔径约为0.8mm，当风源带有杂质颗粒时极易造成这个孔堵塞。因此，保证受电弓供风气路的洁净度是保证受电弓快排阀稳定工作的关键。如果受电弓快排阀膜片上的阻尼孔被杂质堵塞，压力空气无法进入快排阀，快排阀上腔压力小于下腔，下腔压力空气通往大气同时气囊空气也通往大气，受电弓压力下降。

7动车组受电弓升弓无法保持问题检修

通过跟班写实，作业过程均严格执行检修规程及检修工艺要求，职工作业无违规行为，检修流程合理有效。在做快速降弓试验时在下面垫上海绵，在弓头落下瞬间进行缓冲。因滑板裂缝漏风导致受电弓无法正常升起的问题得到有效解决。

通过观察试验发现受电弓正常降弓有阻尼器缓冲作用，整个过程平缓无冲击。试验过程需做快速降弓试验，直接打开ADD阀快速排风，受电弓从升弓位瞬间降下，冲击力较大。通过多次模拟，滑板出现细小裂纹。并对组装后的受电弓调试进行调查，需做同样的快速降弓试验。由此可得出滑板出现裂纹并漏风导致无法正常升弓的缘由在于多次进行快速降弓试验，反复对滑板进行冲击后概率性的出现裂纹。这样一来，因找到裂缝原因，避免了需要反复更换滑板条，为检修节约了极大成本。

8受电弓的日常检修和维护

动车组日常运用时需要对升降弓状态进行确认，需对阀板，滑板，轴承，绝缘子等部件进行状态检查或更换等。

8.1检查阀板

采用试漏剂测试阀板气密性，除精密调压阀存在功能性排气外，其他阀类件及接口不应出现泄漏情况。受电弓从最高位降到最低位时，精密调压阀功能性排气正常。

8.2调节滑板

目测同一受电弓前后滑板表面有偏磨时，首先在工作高度1050～1100mm处检查弓头水平性，如果弓头保持水平，则对换前后滑板，如果弓头不水平，通过调节平衡杆长度使弓头水平。

8.3润滑

轴承润滑滚动轴承是为了提高其使用寿命。采用WD-40金属万能保养剂对受电弓弓头支持联接装置联接轴承、弹簧盒轴承、拉杆活接头、平衡杆活接头及气囊升弓装置铰接处进行清洁、除锈。

8.4清洁绝缘子

用温水或温水加中性洗涤用品对绝缘子擦拭干净。

8.5检查升降弓装置

在静态条件下进行升降弓试验，分别计算升降弓的动作时间是否小于3秒，升弓过程有无回跳现象，降弓过程有无冲击现象，并且检查各装置是否存在漏风或者装置松动等现象。

9结语

动车组受电弓升弓故障，轻则影响铁路运输秩序，重则毁坏受电弓和接触网，使接触网停电等，不仅造成较大的经济损失，而且还极大威胁行车安全。掌握受电弓工作原理和故障处理，有利于提高机车运用可靠性，减少机破，维护铁路正常运输秩序。

参考文献：

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[2]马小鹏.刍议动车组受电弓原理及检修[J].电子技术与软件工程,2015(18):250.

[3]陈晓维,刘永波.EL型电力机车受电弓控制电路的改造[J].本溪冶金高等专科学校学报,1999(01):36-37+40.