SS4型電力機車受電弓常見故障分析與處理

張天祥

摘 要：簡述SS4型電力機車受電弓基本結構、主要部件及動作原理，淺析其常見故障分析及處理，突出受電弓的日常檢查與保養、受電弓維護注意事項。

關鍵詞：受電弓結構；動作原理；常見故障；分析及處理

1 受電弓基本結構及主要部件

SS4型電力機車獲得電能是通過受電弓溝通接觸網來實現的。SS4型電力機車采用的是單臂受電弓。受電弓由弓頭部分、底架、鉸鏈機構、傳動機構、控制機構等組成。弓頭部分由滑板框架、滑板、羊角、彈簧盒、固體潤滑劑等組成，底架由縱梁和橫梁組成，鉸鏈機構由下臂桿、推桿、中間鉸鏈座、平衡桿、上部框架等部件組成，傳動機構由傳動氣缸、傳動絕緣子、U形連桿、轉臂等組成，控制機構由緩沖閥和升弓電空閥組成。

2 受電弓動作原理

升弓時，按下受電弓扳鍵開關，升弓電空閥得電，壓縮空氣進入傳動風缸，推動活塞克服降弓彈簧的作用力，解除對下臂桿的約束力，使升弓彈簧能夠拉動下臂桿及推桿轉動，最終推動上框架及鉸鏈座動作，進而帶動受電弓升起。降弓時，恢復受電弓扳鍵開關，電空閥失電，傳動風缸內的壓縮空氣經快排閥、電空閥排向大氣，在降弓彈簧的作用下，迫使轉軸向下移動，強制下臂桿轉動，最終使得受電弓快速下降脫離接觸網。

3 受電弓常見故障分析及處理

3.1 滑板磨耗過快

滑板屬于消耗品，在一定范圍內的磨損屬于正常現象，但如果磨耗過快，則應引起重視，盡量減少不必要的損耗。滑板磨耗過快通常發生在新建線上，一方面是機械磨耗，另一方面是電氣磨耗。機械磨耗是由于新建線的接觸網線表面大多存在著很多堅硬的毛刺，在運行初期，滑板與接觸線之間的摩擦系統較大，造成了滑板的快速磨耗；電氣磨耗是由于滑板與接觸網線接觸效果不佳，導致電火花引起電氣磨耗。接觸效果不佳與接觸網線毛刺以及表面污染有關。

滑板磨耗過快，除備足一定數量的滑板隨時更換外，應采用耐磨的鐵基滑板，使接觸網線盡快磨出平整光滑的接觸面。當接觸網摩擦面已趨平面，滑板百公里磨耗量已趨相對穩定時，再換上基體較軟的滑板，這樣就可以避免了滑板的不必要的維修與更換。

3.2 弓網接觸壓力

弓網接觸壓力是反映受電弓滑板與接觸網間的接觸情況的電氣指標。弓網接觸壓力非固定值，它由標準偏差值、平均值以及最大接觸壓力與最小接觸壓力等參數組成，其標準偏差值在平均值上下波動。弓網接觸壓力過大或過小都會對機車運行造成不利影響，過小會增加離線率、而過大則會使滑板和接觸線間產生較大的機械磨耗。弓網之間保持一定的接觸壓力可以保證機車的受流狀況良好。離線是指受電弓滑板脫離接觸網，當弓網接觸壓力過小甚至為零時，就會發生離線。中小離線不會對機車運行造成影響，只會使接觸導線與受電弓滑板的電磨損增加，但大離線卻具有很大的危害，嚴重時可使機車的運行和安全受到威脅。因此，采取一定的措施避免離線，對于機車運行安全以及延長接觸導線、受電弓滑板壽命來說都十分重要。對于離線問題，從受電弓本身來看主要從以下幾方面進行解決：（1）適當提高受電弓滑板和接觸導線間的壓力。接觸壓力和接觸網結構、線路狀態及機車運行速度有關。（2）受電弓各鉸接處的摩擦力在弓頭向上運動時，起減少接觸壓力作用，應保證各活動關節油潤良好、活動自如。（3）保證支架彈簧無破損，彈力適當，滑板轉動靈活。

3.3 滑板偏磨

滑板偏磨在很大程度上會影響到滑板的使用壽命，滑板發生偏磨將使滑板不能正常與接觸網接觸，偏磨嚴重或是直接磨透，將會使滑板形成溝豁，與接觸網接觸時會卡滯接線而造成刮弓的重大故障。受電弓發生偏磨，應通過檢查及時發現處理，將平衡機構調整合適，滑板托架保持水平以便受電弓能夠在工作區間內處于最佳狀態。

3.4 刮弓

刮弓屬于重大故障，各部門都十分重視。刮弓產生的原因分為兩方面，一方面屬于機械故障，另一方面人為因素導致的故障。機械原因前文已述，病弓出段容易發生事故；人為因素就比較復雜，如因錯給信號將機車放入無電線路，機車乘務員又未及時采取降弓措施就容易造成刮弓。防止刮弓事故一方面要加強對受電弓的質量檢查，確保受電弓處于正常的工作狀態；另一方面要在機車運行過程中加強對接觸網狀態的觀察，尤其是在出入站、調車作業以及惡劣天氣狀態下，更要密切關注，一旦發現問題及時降弓。

3.5 瓷瓶故障

受電弓支持瓷瓶是當前機車供電系統中最薄弱的環節，而且危險系數還比較大，一旦發生故障，損失都比較大。瓷瓶故障的結果就是造成電網直接接地，可直接造成機車故障或造成接觸網燒斷，后者造成的事故影響更大。瓷瓶故障的發生與季節性天氣變化有關，在霧季是多發期，應在霧季前采取必要措施來防止瓷瓶故障的發生。首先要對機車瓷瓶進行細致的檢查，消除瓷瓶破裂、缺口、松動等安全隱患；其次要對瓷瓶表面進行擦拭清理，去除瓷瓶表面污穢，避免瓷瓶因表面污穢在霧天形成導電橋；第三，采用絕緣性能優良的瓷瓶，保證瓷瓶的絕緣效果。

3.6 受電弓部件損壞

電力機車運行速度高，調整運行過程中，受電弓的受力情況比較復雜，使得受電弓的各種部件如三角板、底架、上框架、拐臂易造成損壞，發現及處理不及時極易造成事故隱患。因此，在對受電弓進行檢查時，應注意對受電弓各部件的檢查，發現問題及時進行處理，確保機車上線運行無隱患。

4 受電弓的日常檢查與保養

受電弓的日常檢查與保養也是很關鍵的，這對于保證受電弓隨時處于最佳狀態起到了決定性作用。SS4型電力機車受電弓日常主要檢修內容及要求：

4.1 外觀檢查及清潔

（1）所有緊固件應緊固，無松動；底架、（上、下）導桿、（上、下）臂、滑板等無變形、斷裂。（2）各零部件表面漆膜或涂層不得有起皮、脫落等現象。（3）各導電軟連線應安裝良好，無斷裂和破損現象。（4）風管路及各接頭連接處，不得有漏氣現象；升弓裝置及阻尼器無裂縫及泄漏，各風管路綁扎牢固無松動。（5）在降弓位置檢查鋼絲繩的松緊程度，兩邊的張緊程度應一致，且無斷股。（6）清理閥板上的過濾器，擰開濾清器的外罩，清理塵和水。（7）用中性清潔劑清潔車頂與受電弓之間的絕緣管，應無灰塵吸附。

4.2 測量及調試

（1）用卡尺測量滑板厚度（碳條高度），碳條高度不小于5mm，滑板厚度應大于22mm。同一受電弓的兩塊滑板厚度差不大于3mm。升弓，將其拉至1.6m處，使用水平尺檢測兩條滑板水平度。（2）用彈簧稱測量靜態接觸壓力應為70±5N。注意：使自動降弓裝置關閉閥處于關閉狀態。（3）檢測受電弓接觸壓力（氣囊弓為70±5N）及升降弓時間（測量DSA氣囊弓升弓時間不大于5.4S，降弓時間不大于4S；XD200氣囊弓升弓時間不大于8S，降弓時間不大于7S），且升降弓緩沖良好，降弓到位。（4）受電弓升弓時，應確保壓縮空氣供應無意外故障發生，防止人身傷害。

4.3 潤滑及螺栓緊固

（1）下導桿兩端的關節軸承以及升弓裝置銷軸處的潤滑：用油槍向潤滑油杯內注SHELL ALVANIA R3型潤滑脂。（2）平衡桿上的滾動軸承的潤滑：拆下平衡桿，平衡桿兩端軸承襯套內注SHELL ALVANIA R3型潤滑油。

4.4 自動降弓裝置動作檢查，應能快速降弓

檢查XD200受電弓最大升弓高度符合工藝要求（DSA氣囊弓：3000±150mm，XD200：2470±50mm）。

4.5 檢查受電弓各部狀態應良好，受電弓平衡桿及弓頭支撐彈簧盒作用應良好。檢查受電弓升、降弓時各部動作應協調，無異音、無卡滯、無磕碰現象。

5 受電弓維護注意事項

（1）在車頂工作必須切斷接觸網供電電源。（2）受電弓升弓時，應確保壓縮空氣供應無意外故障發生，防止造成受電弓周邊人員的人生安全。（3）在調整和維護受電弓時，為確保無意升弓，使用約1.5m鐵絲綁在底架和上交叉管間。（4）維護受電弓弓頭時，在上交叉管和車頂或底架間用長約0.9m的木制支撐。（5）特殊情況在受電弓失效后，重新啟用受電弓前應完全排出滲入其中的水。（6）必須遵循網線接地和絕緣原則。