浅析动车组受电弓故障原因及处理方法

浅析动车组受电弓故障原因及处理方法

张震  李伟新

中车长春轨道客车股份有限公司     长春130000

摘要：电机车受电弓是电气化铁道重要的行车设备。为保证接触网运行安全可靠，我们在接触网运行维修的过程中，必须坚持“预防为主，修养并重”的方针，按照“周期检测，状态维修、寿命管理”的原则，遵循精益细化、机械化、集约化的检修方式，依靠科技进步，积极采用接触网自动化检测手段和机械化维修手段，提升电机车受电弓维修技术参数的精准度，不断提高电机车受电弓的运行品质和安全可靠性。

关键词：受电弓；接触网；故障原因及处理

1动车组受电弓发生故障的原因

（1）滑板条磨耗。滑板条磨耗过快是电气化区段运营初期的正常现象。造成滑板条磨耗过速的根本原因有：①机械磨耗。新建线接触网剖面底部为圆弧形，而且接触线表面有不少比较坚硬的毛刺，这是新开通线路滑板条急剧磨耗的主要原因。经过多次运行后，接触导线渐趋平整光滑，摩擦系数减小，达到一定的摩擦次数后，机械磨耗量将大大减小并将保持在一定的范围内；②电气磨耗。新开通线接触导线毛刺多，加上开通前一段时间内由于暴露于空气中，表面污染，当与受电弓滑板初期接触时接触不佳，电火花往往都比较大，电气磨耗自然突出。

（2）弓网拉弧。弓网之间要求始终有一定的接触压力以保证机车受流状况良好，当接触压力过小甚至为零时，受电弓滑板会脱离接触网而发生离线。虽然中、小离线不会对机车运行造成影响，但在离线瞬间产生的火花或电弧，会增加接触导线和受电弓滑板的电磨损，缩短其使用寿命。大离线则十分有害，甚至使机车的运行和安全受到威胁。因此，不论是从延长接触导线和受电弓滑板寿命角度，还是从机车运行安全角度考虑，应尽可能避免离线。对于离线问题，从受电弓本身来看主要从以下几方面进行解决：①适当提高受电弓滑板和接触导线间的压力。接触压力和接触网结构、线路状态及机车运行速度有关。现受电弓的接触压力是在原电气化线路和机车运行速度下试验确定的。②受电弓各铰接处的摩擦力在弓头向上运动时，起减少接触压力作用，应保证各活动关节油澜良好、活动自如。保证支架弹簧无破损，弹力适当，滑板转动灵活。

（3）电弓部件损坏。机车高速运行时，受电弓受力复杂，加上恶劣的工作环境，使受电弓的部件易发生各类问题，如不及时发现处理将造成隐患。部件损坏主要集中在镪鲑座、三角板、底架、上框架、拐臂等处。这就要求在库内检查受电弓时，对上述零部件加强检查，对不符合技术要求的零部件进行及时处理，不把隐患带到线路上。

（4）原因总结概述。升弓、降弓、受流质量的磨损接触为受电弓出现损伤的主要原因，要做到保护就要找到真正原因。①一般肉眼检查项目。主要配件、底架、框架系统：寻找不适当、裂纹零件或带有冲击的零件；导流线（包括弓头电流连接组装、肘接电流连接组装、底架电流连接组装）：是否有断裂或松动；滑板：是否有断裂、裂缝、磨损；绝缘子：是否有裂缝、污染或撞痕；润滑：各铰接部位是否有润滑油。②调整或功能检查。最大升弓高度；静态接触压力；降弓保持力；弓头的水平度；升、降弓时间；弓头组装；气囊升弓装置；气路装置；导流线（包括弓头电流连接组装、肘接电流连接组装、底架电流连接组装）；支持绝缘子。（3）静态接触压力。静态接触压力F即受电弓在升弓后作用于接触网导线上的力，在受电弓的所有工作区间内，该力应尽可能地保持不变。应得结果：在220-2250mm间，60N≤F≤80N。检查方法:风源供风P=550kPa，精密调压阀调至360～400kPa，在小转轴上挂一重量为80N的重物，受电弓从2250mm的升弓高度开始无初始速度地放松，受电弓应自行地移动。

3升弓气囊组装

（1）升弓气囊组装。使用工具：60N、70N、80N的重物；一套扳手。升、降弓时间控制气路（包括气囊装置、气路装置、阀板等）均用来控制受电弓的升、降弓运动。应得结果：风源供风550kPa，升弓高度极限为2250mm，此时0mm～2250mm间的升弓时间Ts应满足≤5.4s，2250mm～0mm间的降弓时间Tj应满足Tj≤4s。调整方法：风源供风：550kPa，并将受电弓的升弓高度用一绳索固定在2250mm处；调节升弓节流针阀DRH和降弓节流阀DRS的螺丝，使其得到欲需的升降弓时间。

（2）受电弓阀板控制使用工具：秒表；钢卷尺；长的绳索；扁扳手；螺丝刀。落弓保持力落弓保持力F1即为受电弓保持在静止止挡上的力，它可在升弓高度、静态接触压力调整后进行检查。应得结果：F1≥120N检查方式：气囊装置应放气，受电弓位于最低位置并落在它的两个静止止挡上；用10～300N的测力计加挂于小转轴的中央位置，测出使小转轴离开静止止挡的垂直力，该力使小转轴离开静止止挡的距离约为5mm。使用工具：10～300N测力计。

4弓头的水平度

无论受电弓的升弓高度多高，受电弓头应能绕其水平轴线自由地摆动，以便其摩擦面与接触网导线相接触。应得结果：升弓在工作高度范围时，应调整平衡杆的动力特性，使弓头磨擦面的前、后倾角与水平面对称。调整方法：风源供风（工作气压550kPa），并用一绳索使受电弓固定在工作高度范围内合适高度处（机车运行时的一般高度）不动，用一刻度水平尺，测量弓头的总摆动值，然后测量弓头的前倾角和后倾角；如有必要，通过将平衡杆的调整螺栓旋进或旋出1/2圈来调整弓头悬挂装置的平衡。调整完成后，拧紧各紧固螺钉。使用工具：长2m的绳索一根；水平尺一把；钢卷尺一把；扳手一套。

5弓头组装

检查部位：碳滑板和弓头悬挂装置间的连接是否松动，弓头悬挂装置和上框架顶管间的连接是否松动，如有松动则紧固；滑板的状况：碳滑板应规则无缺，磨擦面应光滑；如滑板根部厚度小于或等于4mm时，应更换滑板；如滑板出现有裂纹、槽纹、或刃部有冲击，也应更换；更换滑板时的间隙和对齐尺寸：滑板和弓角间的间隙应为1.0～2.5mm之间；弓角和滑板的端部要磨平，以便组装时对齐。弓角的状况：如弓角出现有裂纹，则应更换。

6快速降弓阀和气路装置

（1）快速降弓阀安装在底架的一端，气路装置包括绝缘软管、快速降弓阀和连接管路，绝缘软管和连接管路输送气体。

（2）气密性检查：供风550kPa，检查快速降弓装置和气路装置的气密性，当电磁阀失电或由于受电弓滑板破裂、磨损到极限或管路发生泄漏时，控制管路中的压缩空气压力下降，控制管路与压缩空气输入管路之间产生正向压力差，即控制管路中的压力小于压缩空气输入管路中压力，不足以使换向阀处于关闭状态，则换向阀打开，气囊及管路中的压缩空气经过换向阀的排气口排放到大气中。同时，带有触点开关的空气压力继电器将动作，通过电器信号通知机车在管路系统中出现压力下降，在受电弓与接触网脱离之前，主断路器可以先切断。从而保证受电弓不会在带电负载的情况下从接触网线脱开。

7导流线

导流线包括下臂杆组装和底架组装之间的底架电流连接组装，下臂杆组装和上框架组装之间的肘接电流连接组装，弓头组装与上框架组装之间的弓头电流连接组装。应得结果：电流流经受电弓时要求无高的温升区，不能使受电弓的各零部件因发热而损坏。8支持绝缘子的安装使用安装样板将带螺丝的支持绝缘子固定在车顶上，这样可以满足安装尺寸其公差值不带设备的受电弓安装使用起重设备将受电弓吊放在支持绝缘子上并拧紧四个螺栓。借助起重机，把受电弓提升到车顶上设定的位置。当使绳索或链条时，必须确保吊钩不会碰伤像上框架、弓头、平衡杆这样的部件或升弓装置的部件。绝对不可以在这些部件上吊装起受电弓。