地鐵車輛受電弓系統的特點及常見故障分析

高東興 侯全超

沈陽地鐵集團有限公司運營分公司

地鐵車輛受電弓系統的特點及常見故障分析

高東興 侯全超

沈陽地鐵集團有限公司運營分公司

介紹受電弓系統工作原理，分析車輛運營時受電弓系統存在的一些常見故障，并對既有故障情況提出有針對性的建議方案。

地鐵車輛；受電弓系統；故障分析；維修建議

受電弓是地鐵車輛普遍采用的一種從架空接觸網汲取電流的電器設備，安裝在車輛的動車車頂上，受電弓將來自接觸網的直流電流傳遞給地鐵車輛，供地鐵車輛使用。因此受電弓相當于車輛的心臟，一旦受電弓發生故障車輛將無法獲取血液，直接影響車輛的正常運行。鑒于此系統重要性，本人對車輛受電弓系統的工作原理、常見故障進行分析并提出維修建議。

一、受電弓工作原理

沈陽地鐵一號線受電弓型號為QG-120(B)。QG-

120(B)型受電弓是地鐵輕軌車輛從架空接觸網汲取電流的電器設備。該型號受電弓具有操作安全性高、結構簡單可靠、日常維護工作量小并且維護簡單、在整個車輛速度范圍內具有良好的空氣動力學特性。

升弓：操作者首先要啟動空氣壓縮機，當氣壓達到受電弓的額定工作氣壓0.45Mpa時，按下升弓按扭，壓縮空氣經車內電磁閥、受電弓控制箱進入空氣彈簧，空氣彈簧膨脹推動鋼絲繩帶動下臂桿運動，下臂桿在拉桿的協助下托起上臂桿及弓頭，弓頭在平衡桿的作用下，在工作高度范圍內始終保持水平狀態，并按規定的時間平穩的升至網線高度，完成整個升弓過程。整個升弓過程受電弓的運動平穩，不對架空接觸網線產生有害的沖擊。(見圖1)

降弓：操作者按下降弓按扭，控制箱釋放空氣彈簧中的壓縮空氣，受電弓在重力作用和阻尼器的輔助作用下平穩的落到底架上的橡膠止擋上，完成整個降弓動作。整個降弓過程在規定的時間內完成，并且受電弓的運動平穩對底架和車頂無有害沖擊。

二、受電弓系統的常見故障

1.碳滑板更換故障

(1)碳滑板貫穿裂紋：碳滑板受本身材質及制造工藝限制，在制造過程中會在碳滑板內部形成細小氣孔，使用一段時間后，就會在表面形成細小裂紋痕跡。當裂紋延伸到貫穿時，就會影響碳滑板的安全使用。

(2)碳滑板拉弧擊穿：碳滑板理想使用狀態為與接觸網實時緊密接觸，在實際使用中會因為車輛的晃動、接觸網上有硬點、弓網接觸壓力不足造成碳滑板與接觸網有脫離。當碳滑板與接觸網有脫離時，就會在碳滑板和接觸網表面形成拉弧現象，特別是在離線瞬間，由于電弧的高溫熔蝕作用，使接觸線和滑板的接觸面粗糙不平，造成兩者的磨耗速度大大加快，工作壽命縮短。

(3)碳滑板漏氣：碳滑板內部安裝有ADD保護功能的氣路，當碳滑板因為撞擊或者其他原因漏氣嚴重時，會造成自動降弓故障，從而影響安全使用。

圖1

(4)碳滑板軟連線安裝座燒損：碳滑板從接觸網引下的電流通過軟連線(每根碳滑板2根)引入弓體。當碳滑板軟連線安裝不牢固時，會造成軟連線安裝座燒損，影響碳滑板的安全使用。

以上幾點是造成碳滑板更換的主要原因，隨著車輛行駛距離的增加，碳滑板厚度越來越薄，未來磨耗到限會成為碳滑板更換的主要原因。

2. ADD紅色故障

經檢查KA10未得電使到VVVF箱的363線和364線處于斷開狀態，此時VVVF判定未工作，HB斷開。找到故障原因后對故障的ADD控制箱進行了更換。

3.受電弓降故障

檢查為碳滑板碳粉與鋁托架粘結不牢固，導致碳粉與托架之間拉弧放電，產生的熱量將連接碳滑板的導氣管融化脫落，車輛產生ADD警報。對碳滑板、導氣管更換后故障修復。

三、維修建議

結合沈陽地鐵車輛檢修過程中的經驗，本人對地鐵車輛受電弓存在的問題原因經行了分析，提出如下建議：

1.對已運行60萬公里以上但未進行架修的電客車碳滑板進行更換。

2.對繼有電客車的ADD功能進行測試。

3.在修程中增加受電弓降弓故障(ADD警報)的處理。

[1]方松，高紅星. 地鐵車輛受電弓故障分析，機械，2014年11期

[2]陳珍寶，羅維.高速受電弓導流板研究與改進. 電力機車與城軌車輛，2013第1期