地铁车辆受电弓基础构造及维护

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地铁车辆受电弓基础构造及维护

摘要:地铁车辆是城市轨道交通的重要组成部分,受电弓是地铁车辆的重要部件,通过受电弓,接触网的电进入地铁车辆设备,把电能转化为地铁车辆段的动能,地铁车辆受电弓的状态性能,直接影响地铁车辆的运营,做好地铁车辆受电弓的检修保养,尤为重要。以南昌地铁车辆受电弓为例,阐述了地铁车辆受电弓的构造维护

关键词:地铁;受电弓;检修维护

1概述

受电弓是车辆从接触网取得电能的电气设备,通过绝缘子安装在车顶,升弓时,受电弓滑板与接触网接触取得电流,再经车顶导线传送至车内高压设备,供车辆使用。

2受电弓的工作特点

2.1升降弓

升降弓时间指在升弓气囊处在额定工作气压时(南昌地铁2号线升弓气囊驱动压力范围360-450kPa),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时间。滑板与接触导线接触可靠,磨耗小,升、降弓不产生过大冲击。升弓时滑板离开底架要快,贴近接触导线要慢,防弹跳。降弓时脱离接触导线要快,以防拉弧;落在底架上要慢,以防对底架有过大的机械冲击。升弓时间(弓头离开止挡到最大工作高度)≤8s降弓时间(最大工作高度到弓头落到止挡位置)≤7s检修维护作业中规定升降弓时间为:升弓8-1S,降弓7-1S。

2.2静态接触压力

受电弓是靠滑动接触来传导电流的,弓头滑板与接触网导线形成摩擦偶件。为保证可靠的电接触,其必须保持一定的接触压力,静态接触压力是其主要技术参数之一,它包括三个部分。

2.2.1额定静态接触压力

指在静止状态下,受电弓弓头滑板在工作高度范围内对接触网导线的压力。1)压力值偏小,受流时离线率高,离线瞬间产生的电弧,影响正常受流,且使滑板和接触网导线间的表面光滑度恶化,加剧碳滑条磨损。且易使接触网导线和滑板间产生高温,损坏接触导线或滑板。2)压力值偏大,机械摩擦增大,磨损也随之增加,影响接触网导线和滑板的使用寿命。

2.2.2同高压力差

指受电弓弓头在同一高度下,上升和下降时的静态接触压力差。该值的大小,代表了受电弓各运动铰接部分的摩擦力大小。为减小摩擦力,在受电弓中各铰接部分均装有滚动轴承。同高压力差(理想值低于20N)。

2.2.3同向压力差

指在工作高度范围内,受电弓上升时和下降时的最大静态接触压力差,代表了受电弓的总体调整水平。

3受电弓主要结构

受电弓主要由弓头,上臂,下导杆,下臂,绝缘子,升弓弹簧,ADD控制箱和受电弓底架组成

4受电弓原理

4.1升弓

首先确定气压达到升弓规定最低压力,按下升弓按钮,压缩空气经电磁阀,再到受电弓控制单元,最后进入空气弹簧,空气弹簧动作带动下臂杆运动,弓头在平衡杆的作用下,在工作高度范围内始终保持水平状态,升弓过程应当平稳无有害冲击,且升弓时间符合要求。

4.2降弓

按下降弓按钮,空气弹簧内的压缩空气排出,受电弓在其自身重力和阻尼器阻尼作用下,平稳缓缓下落,并落在底架橡胶止挡上。降弓过程应当平稳无有害冲击,且降弓时间符合要求。

4.3电动泵应急升弓

电动泵应急升弓方式是采用蓄电池为电动泵供电,由DC110V电动泵泵风来实现受电弓的应急升弓功能。电动泵须工作在蓄电池正常的工况下,电动泵升弓装置通过单向阀和受电弓升弓气路连接。

4.4人工应急升弓

当电动泵故障或蓄电池电压过低时应采用人工应急升弓方式升弓。人工应急升弓方式作为电动泵应急升弓方式的后备。采用人工升弓方式,脚踏升弓时需操作U15置于管路垂直位,还需注意观察该升弓泵上压力表数值,以保证弓网压力正常,受流稳定,如图1所示。说明:当总风管路的压力达到6.5bar时,压力开关(U09)闭合,向TMS输送信号显示可以升弓,这时可按下升弓按钮,接通电磁阀(U05),向受电弓供风。当总风管路压力低于4.5bar时,压力开关(U09)断开。当总风管路压力低于4.5bar不足以升弓,将使用辅助压缩机进行打风进行升弓。首先按下辅助压缩机送电按钮,激活列车线,辅助压缩机开始工作,向气路板(U06)供风,压缩空气经过单向阀(U02)、过滤器(U03)流向辅助风缸(U11),当辅助风缸的压力达到8bar时,压力开关(U08)断开,辅助压缩机停止工作,同时送给TMS信号显示可以升弓,按下升弓按钮,接通电磁阀(U05),向受电弓供风。在升弓的过程中由于辅助风缸中压力在不断降低,当压力低于6.5bar时,压力开关(U08)闭合,辅助压缩机开始工作,继续向辅助风缸中供风。

4.5ADD功能测试

ADD功能测试可操作图1中U13ADD功能测试阀,此时需注意要将按压管轴将弓头控制和橡胶堆距离不超过20cm,以防止人处于弓头之下和砸顶。操作U13可模拟碳滑条内气体外泄,产生与气囊相比的压力差(0.2bar)膜片阀动作,气囊通过U10快速排气达到降弓。同时U12动作在电路图中1、2触电闭合,ADD故障继电器得电,ADD故障回路自锁,反馈ADD故障信息,U05控制回路断路,U05失电受电弓无供气。操作ADD故障恢复按钮,可使ADD恢复电磁阀得电,截断ADD控制箱至碳滑板气路达到保压,此时ADD故障恢复。由于U05已失电,升弓需重新操作升弓按钮。注意:当主风缸无气时,启动应急升弓泵达到有升弓允许时,升弓操作只能先升MP1车受电弓。若升双弓操作,MP2车无气压40S未升弓会报ADD故障。若报ADD故障,在总风达到4.8bar后可操作ADD故障按钮两次重新升弓。

5受电弓典型故障分析与处理

受电弓典型故障分析与处理的故障清单见表1.

6结语

刚性接触网,弓网出现拉弧可能由于接触网有小硬点,或接触网安装缺陷导致单条碳滑条出现短暂离线现象出现拉弧。碳滑板与接触网磨合不佳,存在较多的导电斑点,当经过若干导电斑点时,电流经过导电斑点产生高温可致使导电斑点融化、汽化或切削分离产生电火花。受电弓是地铁车辆的重要设备,受电弓的良好状态是地铁车辆安全运营的一个重要保障,受电工的正常维护保养,当受电工出现故障时,可以参考以上分析,具体分析,对症下药,即能有效解决受电弓故障,保障地铁车辆的正常运营。

参考文献:

[1]梅桂明.受电弓—接触网系统动力学研究[D].成都:西南交通大学,2011.

[2]肖啸.HXD1型机车TSG-15B型受电弓风管漏风原因及对策[J].铁道机车与动车,2019(3).

[3]刘宇曦.对地铁车辆受电弓故障分析研究[J].山东工业技术,2018(10)

作者:丁彬彬 曾祥金 方传明 许亮 单位:南昌轨道交通集团有限公司