淺談地鐵列車氣動(dòng)受電弓安全性控制措施

劉正　姚遠(yuǎn)

摘 要：目前地鐵列車主要采用電動(dòng)受電弓和氣動(dòng)受電弓，文章主要介紹了氣動(dòng)受電弓的升、降弓控制原理，針對上海13號線地鐵項(xiàng)目氣動(dòng)受電弓在調(diào)試過程中將架空接觸導(dǎo)線燒融拉斷的故障提出合理化的設(shè)計(jì)改進(jìn)措施。

關(guān)鍵詞：受電弓；氣動(dòng)；ADD自動(dòng)降弓

受電弓作為地鐵列車高壓供電系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)通過接觸網(wǎng)取電給車輛牽引系統(tǒng)和輔助系統(tǒng)供電。上海13號線受電弓采用的是氣缸式受電弓，2013年6月車輛在調(diào)試期間由于管路氣密性問題和操作問題導(dǎo)致受電弓和接觸網(wǎng)間拉弧將架空接觸導(dǎo)線燒融拉斷的故障，因此需對該故障進(jìn)行分析，提出相應(yīng)的解決措施，避免此類故障的發(fā)生，保證車輛靜態(tài)調(diào)試期間的高壓供電安全。

1 受電弓升降弓原理分析

上海13號線每列車設(shè)有兩個(gè)受電弓，兩個(gè)受電弓分別安裝在MP車車頂，圖1為受電弓氣路原理圖。

在升弓時(shí)，需滿足如下條件：（1）受電弓刀開關(guān)打在受電弓位，受電弓允許繼電器PANEBR得電；（2）無車間電源接入，車間電源接入狀態(tài)繼電器WSPISR失電；（3）無降弓指令，降弓繼電器LPTR失電。當(dāng)上述條件滿足后，將司機(jī)臺(tái)受電弓控制開關(guān)置于升雙弓位，升前弓列車線、升后弓列車得電，升弓電磁閥PANMV得電。壓縮空氣經(jīng)升弓電磁閥、節(jié)流閥1、2后進(jìn)入氣缸，壓縮氣缸內(nèi)的氣缸復(fù)位彈簧，受電弓升弓彈簧的拉力得到釋放，受電弓升起。

在降弓時(shí)，司機(jī)室受電弓控制開關(guān)置于降雙弓位，降前弓列車線、降后弓列車線得電，降弓繼電器LPTR得電，，升弓繼電器RPTR失電，升弓電磁閥PANMV延時(shí)1S失電將氣缸內(nèi)的壓縮空氣排掉，氣缸在復(fù)位彈簧的作用下復(fù)位，受電弓降下。

2 故障發(fā)生經(jīng)過、原因分析及整改

2.1 故障發(fā)生經(jīng)過

2013年6月5日上午9點(diǎn)，靜調(diào)廠房5道接觸網(wǎng)高壓供電，列車升起雙弓高壓供電，15分鐘后MP1車受電弓處接觸網(wǎng)斷裂，斷裂的接觸網(wǎng)垂落在MP1車空調(diào)機(jī)組上放電，牽引變電所內(nèi)高壓供電跳閘。

2.2 故障原因分析

在事故發(fā)生后去現(xiàn)場查看，從接觸網(wǎng)的斷面判斷接觸網(wǎng)是由于高溫導(dǎo)致熔斷，空調(diào)機(jī)組上表面有明顯燒糊痕跡，是由于接觸網(wǎng)斷裂垂落至空調(diào)機(jī)組上放電導(dǎo)致。進(jìn)入車內(nèi)發(fā)現(xiàn)有明顯的空氣泄漏聲音，主風(fēng)管壓力表顯示約2.8bar，且主空壓機(jī)空開CMCCB處于斷開位置。

在9點(diǎn)進(jìn)行升雙弓操作時(shí)，雙弓均升起，證明升弓管路壓力應(yīng)大于升弓最低工作壓力2.75bar。在車輛雙弓升起后，主風(fēng)管有漏氣情況，操作人員將主空壓機(jī)斷路器斷開導(dǎo)致兩個(gè)主空壓機(jī)沒有啟動(dòng)，使得升弓管路壓力接近最低升弓壓力，受電弓緩慢下降，受電弓滑板與接觸網(wǎng)間出現(xiàn)間隙，電弧放電高溫將接觸網(wǎng)熔斷。

2.3 整改及后續(xù)預(yù)防措施

通過上述分析可以看出，在車輛在高壓供電靜態(tài)調(diào)試期間，在車輛升弓前操作人員沒有關(guān)注主風(fēng)管壓力，在升弓后主風(fēng)管漏氣的情況下又沒有及時(shí)啟動(dòng)主空壓機(jī)和輔助空壓機(jī)導(dǎo)致故障的發(fā)生，同時(shí)車輛在設(shè)計(jì)時(shí)沒有自動(dòng)降弓保護(hù)裝置（ADD），在出現(xiàn)嚴(yán)重漏氣時(shí)，受電弓不會(huì)自動(dòng)快速降下，因此在調(diào)試期間存在一定的安全隱患。

針對該故障原因，設(shè)計(jì)了一套調(diào)試用氣動(dòng)受電弓保護(hù)工裝，原理圖見圖2，該保護(hù)工裝的原理是通過壓力傳感器來檢測升弓管路的壓力，當(dāng)升弓管路中的壓力高于升弓最低工作壓力時(shí)，壓力開關(guān)高壓觸點(diǎn)閉合，繼電器KM閉合，升弓列車線（PANEBR觸點(diǎn)前端）中串入的KM觸點(diǎn)閉合，受電弓升起或保持升起狀態(tài)。

當(dāng)升弓管路中的壓力低于升弓最低工作壓力時(shí)，壓力開關(guān)低壓觸點(diǎn)閉合，控制繼電器KM失電，使串入升弓列車線（PANEBR觸點(diǎn)前端）的KM觸點(diǎn)斷開，受電弓延時(shí)1S后自動(dòng)快速降弓，同時(shí)接通漏電保護(hù)器的采樣電阻R（漏電保護(hù)器輸入、輸出差值大于30mA跳閘），漏電保護(hù)器動(dòng)作，報(bào)警蜂鳴器響起，必須排除升弓管路低壓故障后才能復(fù)位漏電保護(hù)器，再次升弓。

3 結(jié)束語

從安全性考慮，氣動(dòng)受電弓應(yīng)有自動(dòng)降弓裝置（ADD），如果沒有設(shè)計(jì)ADD，在調(diào)試期間如果出現(xiàn)特殊情況，存在一定的安全隱患。針對在設(shè)計(jì)時(shí)沒有自動(dòng)降弓裝置的車輛，在調(diào)試時(shí)使用氣動(dòng)受電弓保護(hù)工裝可以避免類似故障的發(fā)生，而且實(shí)際上，在應(yīng)用該工裝后也沒有類似故障發(fā)生。

參考文獻(xiàn)

[1]徐安.城市軌道交通電力牽引[M].北京：中國鐵道出版社，2000.

[2]張振淼.城市軌道交通車輛[M].北京：中國鐵道出版社，1998.

作者簡介：劉正（1985-），男，籍貫：江蘇南京，工作單位：南京南車浦鎮(zhèn)城軌車輛有限責(zé)任公司，職務(wù)：工程師，研究方向：車輛調(diào)試。