地鐵電客車受電弓常見故障原因分析及處理

劉永發

摘 要：地鐵作為一種新興的城市軌道交通方式，在四大直轄市和絕大多數省會城市及重要城市當中得到了快速普及。現在，一大批地鐵線路先后投入運營，為緩解城市的地面交通壓力發揮著重要作用。對于地鐵客車來說，受電弓的故障比較常見，常常會影響到地鐵的正常運營。為了減少地鐵受電弓故障的發生率，讓地鐵更好地服務于城市交通，我們有必要對受電弓常見的故障原因進行分析，探索出合適的處理方案。

關鍵詞：地鐵電客車；受電弓；常見故障原因；分析及處理

如今，隨著國內城市化進程的加快，城市的規模在不斷擴大，城市人口呈爆炸性增長。這給城市的市內交通帶來了很大的壓力。尤其是對于一線城市來說更是如此。正因為如此，城市軌道交通應運而生。但是，地鐵在運營的過程中也會出現一些故障。比如受電弓故障。它對于地鐵的正常運轉常常會帶來嚴重影響。這里針對車輛受電弓常見的故障之原因進行一些分析，并探索出有效的處理方案。為其他類似車輛的受電弓日常維護與檢修提供參考[1]。

一、弓頭與接觸線產生電弧

受電弓的工作質量的優劣將直接影響運輸的安全和效率[2]。地鐵受電弓的主要功能，在于從額定電壓為DC1500V的接觸網獲取電源，來供給地鐵的電力線路，維持地鐵的運轉。另外地鐵在進行電制動的環節，也可以再生系統，對列車實現由動能到電能的轉換，反饋給接觸網以便于其他列車班次的使用。它有效地發揮了雙向傳遞樞紐的功能。而在地鐵的運營過程中，常常會出現弓頭與接觸線產生電弧的狀況。這里我們以成都地鐵一號線為例，通過檢查發現其直接原因在于：①接觸壓力低；②弓頭轉動不靈活或變形；③采用了新的接觸線。

關于第一種情況，其處理方式在于：①檢查受電弓供風氣壓，如果氣壓低于規定值，重新調整氣壓值；②如氣動元件出現故障，檢查和更新故障的氣動元件。

關于第二種情況，其處理方式在于：檢查弓頭是否能夠靈活擺動，維修或必要時更換弓頭。

關于第三種情況，其處理方式在于：光整接觸線。

二、無法升弓的情況

造成這種情況的主要原因在于：①控制電路故障；②氣路故障；③升弓氣囊缺陷；④軸承故障。

關于第一種情況，其處理方式在于：對電路故障進行檢查，及時處理電路故障，對故障元件進行更換。

關于第二種情況，其處理方式在于：

①對氣路各閥開關進行檢查，判斷其狀態是否正常。②對于氣路是否泄漏或堵塞進行檢查，判斷其狀態正常與否；對故障元件進行更換；③對受電弓氣路壓力和車輛供風壓力是否正常進行檢查，一旦發現不正常就要及時進行處理。

關于第三種情況，其處理方式在于：對升弓氣囊和固定裝置進行檢查，必要時修理或更換。

關于第四種情況，其處理方式在于：對軸承進行檢查，必要時對軸承進行潤滑，或更新軸承。

三、升弓無法保持的狀況

造成這種狀況的主要原因在于：①氣路發生故障；②升弓氣囊缺陷。

關于第一種情況，其處理方式在于：①對氣路是否泄露進行檢查，一旦發現氣路由泄露的狀況，就要及時進行處理。②對于受電弓氣路壓力和車輛供風壓力是否正常進行檢查，對于故障元件進行更換。

關于第二種情況，其處理方式在于：對氣囊和固定裝置進行檢查，必要時要及時進行修理或更換。

四、無法降弓的狀況

造成這種狀況的主要原因在于：①控制電路出現故障；②氣囊出現缺陷

關于第一種情況，其處理方式在于：對電路的故障進行檢查，對故障元件進行維修或更換。

關于第二種情況，其處理方式在于：對升弓氣囊進行檢查，必要時對其進行更換。

五、碳滑板異常磨損

正常情況下，受電弓碳滑板的工作中總會產生一些磨耗，但這種磨耗作用是較為均勻的。一旦磨耗到限，便會立即進行更換。然而，因不同線路的受電弓在碳滑板和接觸網之間的受流工況存在著區別，碳滑板在工作過程中難免出現斷裂及剝離、掉塊、裂紋、灼燒、偏摩這些狀況。最終導致使用壽命縮短。而這種異常磨損的狀況又可體現為：

1）受電弓偏磨。

運用過程中因機械原因，造成兩側碳滑板的受力失衡，造成碳滑板產生偏磨狀況。成都地鐵一號線運用對受電弓弓頭重心位置進行調整的手段，使這一狀況得到了化解。

2）碳滑板掉塊。

因弓網撞擊這些因素，一些碳滑板常常產生大面積掉塊、缺塊這些狀況。而一旦缺塊過多的超過截面的寬度，則會縮小碳滑板的受流面積。以至于造成工作過程中的斷裂狀況。

3）碳滑板出現縱性裂紋。

在碳滑板的中央，由頂部至底部是全部裂通的。一旦碳條發生斷裂，則在運行過程中，原本由整個碳條承受的沖擊力就要變味由部分碳條承擔。這嚴重地損害了抗折強度，最終造成碳條脫落。

4）碳滑板拉弧、灼傷剝離等異常電氣損傷。

因碳滑板承受的電流較大，一旦溫度上升，則粘接層會被燒壞，使碳滑板同金屬托架之間發生剝離，在碳滑板的邊緣處產生嚴重的電弧擊穿。對此，成都地鐵一號線對于標準靜態接觸壓力進行了有效調整，緩解了這一狀況。

而我們要向從根源上避免碳滑板拉弧、灼傷剝離等異常電氣損傷的發生，那么必須首先基于車輛、線路的受流工況，按照線路具體對于電路密度的需求，來選擇合適的碳滑板，避免碳滑板在超負荷運轉下，所引發的龜裂、斷裂、脫膠掉落這些嚴重故障。另外我們還要將碳滑板在密度、電阻率、耐高溫強度、耐短路電流強度、硬度、抗折強度、材質、壽命、受電弓結構、碳滑板同托架間的粘接形式、接觸電阻這些重要因素一并考慮在內。

六、故障的預防措施

現有地鐵車輛一般依靠電力系統牽引運行，而其中最關鍵的部位就是地鐵車輛與電網連接的受電弓處[3]。為了有效地預防受電弓故障的發生，我們可以采取如下措施：在運輸過程中，一定要確保受電弓各部件，尤其是弓頭、上框架等不被損壞，將上框架的頂管以繩索等捆扎到底架上。如果運輸距離較長，采用火車、汽車等方式運輸，則必須用單獨的包裝箱來分別包裝不同的受電弓，或采取專門的運輸架。

參考文獻：

[1]賀飛，肖虎，等.淺析地鐵車輛受電弓日常維保與故障排查[J].技術與市場，2016，3（15）：101102.

[2]魏娟.淺析電力機車受電弓故障處理和預防措施[J].科技創業家，2013，4（16）：8889.

[3]方松，高紅星.地鐵車輛受電弓故障分析[J].機械，2014，11（15）：102103.