CRH2型動車組受電弓簡介和故障分析

沈天奇（上海鐵路局上海動車段，上海 201812）

CRH2型動車組受電弓簡介和故障分析

沈天奇
（上海鐵路局上海動車段，上海 201812）

介紹了CRH2型動車組受電弓的結構、工作原理及三級修受電弓的日常檢修和常見故障，分析了故障發生的原因并提出了相應的處理方法，以達到提高故障處理效率和確保檢修質量的目的。

CRH2型動車組；受電弓；工作原理；故障分析；處理方法

1　受電弓結構

受電弓的主要構成材質為鋁合金材料，其上臂、下臂和弓頭都是由這種材質組成，采用在底架上安裝升弓裝置和作用于上臂的鋼絲繩進行工作。

為保護滑板，緩沖滑板在動車組運行時受到的不同方向的阻力和沖擊力，滑板使用了在U型弓頭支架上安裝的方法，在上臂和弓頭之間安裝兩個拉簧，在4個拉簧下方垂懸弓頭支架，達到了在運行時可以向各個方向靈活移動的目的。

滑板安裝在U型弓頭支架上，弓頭支架垂懸在4個拉簧下方，兩個拉簧安裝在弓頭和上臂之間，這種結構使滑板在動車組運行方向上可以移動靈活，而且能夠緩沖各個方向上的沖擊，達到保護滑板的目的。

2　技術參數

（1）名稱：單臂受電弓。

（2）型號：DSA250。

（3）設計速度：250km/h。

（4）額定電壓/電流：25Kv/1100A

（5）標稱接觸壓力：70N（可調）。

（6）空氣壓力調整：通過弓頭翼片調節（根據用戶需要選裝）。

（7）升弓驅動方式：氣囊裝置。

（8）輸入空氣壓力：0.4～1Mpa。

（9）靜態接觸壓力為70N時的標稱工作壓力：約0.35Mpa。

（10）弓頭垂向移動量：60mm。

（11）精密調壓閥耗氣量：輸入壓力＜1Mpa時不大于11.5L/ min。

（12）材料。1）滑板：整體碳滑板（鋁托架/碳條）；2）弓角：鈦合金；3）上臂/下臂：高強度鋁合金；4）下導桿：不銹鋼；5）底架：低合金高強度結構鋼。

（13）重量：約115KG（不包含絕緣子）。

3　工作原理

構成受電弓氣動原理的主要部件包括：空氣過濾器、精密調壓閥Rc1/2調壓范圍0.01～0.8Mpa、單向節流閥（升弓）G1/4、單向節流閥（降弓）G1/4、壓力表R1/8.0Mpa和安全閥等。

受電弓氣動的主要的工作原理為壓縮空氣經由電控閥，通過濾器，進入精密調壓閥，再通過接觸壓力調節受電弓，然后將壓力不固定的壓縮空氣調節為恒定的壓力的過程。其精度偏差為正負0.002Mpa。經查閱資料得知氣壓每變化0.01Mpa（0.1kgf/cm2）會使接觸壓力變化10N。

壓力表顯示值僅作為參考，應以實測接觸壓力為準。單向節流閥（升弓）G1/4主要用于升弓時間，單向節流閥（降弓）G1/4主要用于降弓時間。

4　日常檢查

（1）動車組處于靜止、停穩狀態。

（2）確認接觸網斷電。

（3）確認VCB斷開，降下受電弓。

（4）確認靜態接觸壓力值。1）受電弓升起，檢測受電弓壓縮空氣壓力是否在額定范圍內（3.1～3.5bar）；2）上推力和下拉力是通過彈簧秤使受電弓以0.05m/s±10%的速度勻速朝上或朝下運動在1.6m處記錄測量值；2）平均值應在70±15N，且上推力最小值應不小于55N，下拉力最大值不超過85N。

（5）調整靜態接觸壓力（壓力達不到要求時進行）。1）受電弓升起，確認受電弓氣囊壓縮空氣壓力在額定范圍內；2）下降受電弓，連接彈簧秤與受電弓的上交叉管，可采用上交叉管上套上繩子向下拉的方式，至高出絕緣子下平面1.6m處以下停止；3）通過精密調壓閥的調整，將受電弓慢慢上升，至于高出車頂1.6m處，在彈簧秤顯示為70N時，拉住彈簧秤，停止受電弓的上升，調節好精密調壓閥；4）將精密調壓閥手輪的防松螺母擰緊，固定并調整好精密調壓閥的最終壓力，最后使用記號筆在上面打上防松標記。

（6）檢測受電弓升降弓時間。1）升起受電弓，以受電弓折疊位置動作至2.4m處（即碳滑板接觸到接觸網）為升弓時間t，t≤5.4秒；2）降下受電弓，以受電弓在2.4m處（即接觸網高度）降至折疊位為降弓時間t，t≤4秒；3）當受電弓在網下快速升高時，可能會破壞接觸網和碳滑板。應采取措施保證受電弓升弓時不允許有任何回跳，降弓時應有緩沖。

（7）調整升弓和降弓時間（時間達不到要求時進行）。1）靜態接觸壓力和氣囊壓力均正常時，反復操作受電弓上升與降下；2）通過升弓節流閥和降弓節流閥來調整受電弓從落弓位置上升至指定高度（自絕緣子下平面）及自指定高度降至落弓位置的升弓和降弓時間；3）升弓時禁止受電弓任何回跳現象；降弓時允許降弓位彈跳，同時伴有緩沖，上交叉管應落在2個橡膠減振器上。

5　故障處理

5.1受電弓常見故障

5.1.1碳滑板故障

（1）碳滑條出現過度磨耗故障：受電弓碳滑條磨損過限主要是由于接觸網不平整、表面粗糙，接觸網的分段處高度起伏及短距離內接觸網高度劇烈波動等問題導致。

（2）碳滑條出現漏風故障：當高速運行的列車受到外物擊打時，碳滑條會出現裂紋破損現象，嚴重時會造成碳滑條漏風。

（3）兩碳滑條出現高度差過限故障：維持兩碳滑條自由高度平衡狀態主要依靠的平衡拉簧，其位于受電弓兩碳滑條間，當兩碳滑條位置出現偏差，高度差過限時，拉簧就會出現斷裂或調整不到位等問題。

5.1.2快速閥及ADD供風閥撞擊故障

列車在室外環境下快速行駛時，更易受到外部物體擊打和撞擊，快速閥及ADD閥安裝在車頂上，相較于其他部位，更易出現裂紋、變形、松動等問題，進而導致漏風。

5.1.3連接管接頭處漏風故障

快速閥以及ADD閥之間的連接主要依靠接口處的O環橡膠圈，連接管接頭處漏風故障就是O環橡膠圈漏風問題，出現這個故障的原因主要有以下三點：第一，O環橡膠圈老化；第二，由于接頭螺母安裝扭力小，小于3N，在碳滑條與PU4管連接處經常安裝時扭力過緊；第三，碳滑條接頭蓋松。

5.1.4壓力開關顯示故障

壓力開關是控制受電弓升弓和顯示升弓信息的主要控件，受電弓無法正常升弓和受電弓上升后，MON顯示器沒有顯示升弓信息，往往是因為壓力開關的損壞或調整不當。

5.1.5弓頭導流翼板、翼片遇阻故障

弓頭導流翼板、片的作用是充分利用列車高速運行中的空氣阻力，將空氣阻力轉換為弓頭與碳滑條部分的垂直上升力或垂直下降力，從而達到在運行中自動調整碳滑條與接觸網壓力的目的。弓頭導流翼板、翼片長時間遇到巨大的阻力對翼板、翼片也會造成一定危害，翼板、翼片斷裂造成變形或丟失。

5.2常見故障處理方法

5.2.1碳滑條故障的處理

受電弓作業檢測時，應認真測量碳滑條的尺寸高度，碳滑條的厚度不應小于5mm，若超過5mm，應及時更換。要仔細檢查碳滑條表面，確認是否發生破損現象，當無泄漏并且破損無過限時，可以通過認真打磨對應破損位置進行修復，打磨能夠消除碳滑條表面臺階現象，避免壓力過于集中，但破損嚴重時不能繼續使用應及時更換。

5. 2.2 快速閥及ADD供風閥撞擊故障處理

快速閥和ADD閥處于室外環境中，檢查應更加頻繁，更換也應更加及時。檢查時如發現被外物擊打出現裂紋、造成變形、導致漏風，應及時更換，并且做好檢漏工作如發現有生銹卡死配件或配件松動時，需應立即處理進行更換，并做好清潔保養工作。

5.2.3連接管接頭處漏風故障處理

連接管接頭處出現漏風狀況時，可能是配件損壞，也可能連接不牢固，在修復作業過程中，應對各管路系統進行全面的檢測，做好查漏試驗，更換破損配件，保證管路連接處無泄漏。

5.2.4壓力開關顯示故障處理

壓力開關顯示故障主要是以下兩種：MON顯示器沒有顯示升弓信號，受電弓已經升起；受電弓已正常升起，但升弓信號顯示延長。

5.2.5弓頭導流翼板、翼片遇阻故障處理

除了以上檢查，檢查受電弓時，還應注意檢查弓頭上的導流翼片、翼板是否有斷裂、變形或丟失現象，發現后應及時進行處理或更換，確保受電弓可正常使用。

5.3改進措施及建議

5.3.1快速降弓閥位置向氣囊外側移動

曾發現動車組CRH2089C 06車受電弓ADD快速降弓閥嚴重松動，并且供風管與ADD快速降弓閥連接處出現漏風現象，以此車解決方法為例。而通過研究發現，還可以將快速閥的位置向氣囊外側移動4 至5厘米來解決問題，這樣將極大地為緊固或更換快速降弓閥的拆裝提供方便，節省大量時間，提高了作業效率。

5.3.2ADD供風閥改裝在車廂內

ADD供風閥的作用是向碳滑條提供風源，可采用切斷該閥的方式阻止碳滑條漏風。，但目前的ADD閥安裝的位置都是在外部車頂上，面臨著配件容易損壞的風險，而且當碳滑條出現漏風現象時，不利于隨車機械師及時進行應急處理。

6　結束語

我國鐵路建設正處于高速發展階段，然而頻發的設備故障、線路事故使國內鐵路行業對產品質量、運營安全等問題進行了深刻反思，同時，由于維修原因導致的設備可靠性問題也引起了動車組檢修人員的高度重視。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.205

沈天奇（1989-） ，上海人，本科，助理工程師，研究方向：動車維護與故障處理。