地鐵車輛受電弓系統(tǒng)工作原理思考

竇旺

摘 要：現(xiàn)階段我國(guó)地鐵車輛在運(yùn)行過程中主要的動(dòng)力來源是依靠電力系統(tǒng)的牽引而進(jìn)行日常運(yùn)行，能夠維持地鐵進(jìn)行正常運(yùn)轉(zhuǎn)最重要的位置就是地鐵車輛與地鐵軌道電網(wǎng)中進(jìn)行連接的受電弓處。為了地鐵能夠維持正常的日常運(yùn)轉(zhuǎn)除了要確保地鐵車輛的接觸電流質(zhì)量外，還需要保障受電弓能夠承受地鐵車輛高速運(yùn)行過程中對(duì)其產(chǎn)生的摩擦。只有受電弓系統(tǒng)能與接觸線之間保持穩(wěn)定的壓力，才能確保地鐵車輛穩(wěn)定的運(yùn)行。本文則將針對(duì)當(dāng)前我國(guó)地鐵車輛的受電弓系統(tǒng)工作原理進(jìn)行淺要分析，闡述受電弓系統(tǒng)的工作原理同時(shí)總結(jié)受電弓系統(tǒng)在工作過程中常見的幾種故障類型，并提出一些切實(shí)可行的有效維護(hù)方法，確保受電弓系統(tǒng)能夠平穩(wěn)、正常的工作。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛 受電弓系統(tǒng) 故障排查

中圖分類號(hào)：U22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）05（a）-0027-02

受電弓系統(tǒng)是當(dāng)前地鐵中線網(wǎng)接觸地鐵車輛的最主要供電設(shè)備。受電弓系統(tǒng)在地鐵中投入使用后能否安全平穩(wěn)地進(jìn)行工作可以直接影響地鐵車輛的上線率和運(yùn)行過程中的安全系數(shù)。在受電弓投入使用的過程中如若出現(xiàn)受電弓不能正常升起、碳滑板磨損程度大和受電弓部件漏氣等故障情況都會(huì)直接影響地鐵車輛的上線率。因此，在受電弓日常工作過程中要減少出現(xiàn)上述故障的情況，確保地鐵車輛能夠正常運(yùn)行，為人們提供安全便捷的出行服務(wù)。

1 地鐵車輛受電弓系統(tǒng)工作的原理

1.1 受電弓基本結(jié)構(gòu)

地鐵車輛的受電弓由多種部件共同組成，這其中包括絕緣子、底架組裝、鉸鏈裝置組裝、電流連接組裝、弓頭組裝、平衡桿組裝、升弓裝置組裝、降弓位置指示器、氣閥箱、自動(dòng)降弓裝置。通過這些零部件之間的共同組裝才形成受電弓的基本結(jié)構(gòu)[1]。通過受電弓中各個(gè)零部件的名稱介紹可以看出受電弓的基本結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，但是由于我國(guó)地鐵車輛的起步發(fā)展較晚，導(dǎo)致對(duì)于受電弓的研究技術(shù)水平還落后于其他發(fā)達(dá)國(guó)家。起初階段我國(guó)的受電弓一般采用直接從國(guó)外進(jìn)口，后來隨著科技水平發(fā)展我國(guó)開始逐漸自行研發(fā)受電弓。

1.2 受電弓電氣系統(tǒng)原理

受電弓是當(dāng)前地鐵車輛中的主要受流部件，地鐵車輛在運(yùn)行過程中受電弓升起，隨后與接觸網(wǎng)進(jìn)行連接接觸，并通過接觸網(wǎng)來集取電流，最終將從接觸網(wǎng)中集取的電流全部傳送到地鐵車輛的電氣系統(tǒng)當(dāng)中，這就是當(dāng)前地鐵車輛中受電弓的電氣系統(tǒng)工作原理。在這一過程中接觸網(wǎng)產(chǎn)生的電流首先會(huì)通過滑板流入到受電弓的弓頭位置，接下來電流按照順序依次通過上框架、下臂桿最終流入到受電弓中的底架。電流通過受電弓底架中的母線導(dǎo)入地鐵車輛的電器系統(tǒng)，為地鐵車輛運(yùn)行提供動(dòng)能。

1.3 受電弓氣路系統(tǒng)原理

地鐵車輛的司機(jī)在地鐵操控室按下受電弓升弓的按鈕后，車輛的受電弓供風(fēng)單元中升弓的電磁閥接受電能開始運(yùn)轉(zhuǎn)，使供風(fēng)單元向受電弓提供壓縮空氣。這部分壓縮空氣在經(jīng)過地鐵車輛中內(nèi)部的管路和車頂?shù)氖茈姽^緣軟管后才能進(jìn)入受電弓系統(tǒng)中的氣閥箱[2]。這些壓縮空氣在進(jìn)入受電弓氣閥箱后由氣閥箱將這股壓縮空氣分為兩路分別供氣。這兩路壓縮空氣分別進(jìn)入到受電弓系統(tǒng)中的兩個(gè)升弓氣囊為其提供供氣。兩個(gè)氣囊中流入壓縮空氣實(shí)現(xiàn)供氣后不斷膨脹抬升，在氣囊不斷抬升的過程中帶動(dòng)鋼絲繩對(duì)下臂桿進(jìn)行受力拉拽。下臂桿受力拉拽后開始轉(zhuǎn)動(dòng)，幫助受電弓不斷抬升，下臂桿的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)直至受電弓弓頭抬升至可以與觸電網(wǎng)進(jìn)行接觸并保持規(guī)定的靜態(tài)接觸壓力。上述內(nèi)容就是當(dāng)前地鐵車輛的受電弓氣路系統(tǒng)工作原理。

2 地鐵受電弓系統(tǒng)工作過程中常見故障

2.1 受電弓無法正常升起

受電弓在正常工作運(yùn)行的過程中如果無法正常升起首先需要檢查車輛蓄電池的電壓以及車輛的氣壓表。如果氣壓值正常但受電弓依舊無法正常升起那么可以通過以下幾種方式嘗試升弓。首先是有電無氣，造成這種情況的原因是由于車輛的蓄電池電壓大于車輛能夠負(fù)載的最低電壓[3]。若想實(shí)現(xiàn)正常升弓需要保持主管風(fēng)的壓力能滿足升弓時(shí)所需的氣壓。其次是有氣無電，造成這種情況的原因主要是主風(fēng)管壓力大于升弓所需的氣壓值。同時(shí)車輛蓄電池的電壓低于車輛能夠負(fù)載的最低電壓。這種情況下若想實(shí)現(xiàn)升弓需要操控員啟動(dòng)車輛充電機(jī)開始工作，確保車輛蓄電池電壓能夠滿足受電弓升弓所需要的電壓值。最后一種情況是無氣無電，這主要是由于蓄電池電壓低于車輛負(fù)載的最低電壓并且主風(fēng)管的壓力小于升弓所需要的壓力。解決這種情況只需要通過腳踏升弓裝置來提高主風(fēng)管中的企業(yè)，再開啟充電機(jī)對(duì)車輛蓄電池進(jìn)行充能。

2.2 受電弓碳滑板異常磨損

受電弓的碳滑板異常磨損也會(huì)造成受電弓不能正常工作。一般情況下受電弓在工作狀態(tài)時(shí)應(yīng)處于均勻受力的狀態(tài)，但是由于地鐵車輛每天運(yùn)行時(shí)間過長(zhǎng)，載客量大使得受電弓的碳滑板經(jīng)常出現(xiàn)嚴(yán)重磨損和裂紋等情況。除此之外，受電弓的碳滑板于接觸網(wǎng)中的每個(gè)接觸點(diǎn)接觸壓力也不同，這也是造成碳滑板異常磨損的主要原因之一。

2.3 受電弓漏氣

受電弓漏氣是當(dāng)前地鐵車輛受電弓出現(xiàn)故障的最常見原因。漏氣的部位一般情況都是受電弓中碳滑板的接頭處和受電弓中氣閥箱漏氣。如若受電弓中的組成部位出現(xiàn)漏氣情況那么會(huì)導(dǎo)致受電弓不能正常進(jìn)行升弓，從而影響地鐵車輛正常運(yùn)行。

2.4 受電弓頭與接觸網(wǎng)之間產(chǎn)生拉弧

最后是受電弓的弓頭與接觸網(wǎng)在接觸過程中產(chǎn)生拉弧。在地鐵車輛運(yùn)行過程中由于受電弓與接觸網(wǎng)之間的接觸壓力低導(dǎo)致受電弓的弓頭轉(zhuǎn)動(dòng)緩慢[4]。或者是弓頭與接觸網(wǎng)之前的接觸面不平整，使得受電弓的弓頭在運(yùn)行過程中出現(xiàn)卡滯。以上現(xiàn)象都會(huì)造成受電弓的弓頭與接觸網(wǎng)之間產(chǎn)生拉弧，影響地鐵車輛的正常運(yùn)行。

3 地鐵車輛受電弓日常維護(hù)要點(diǎn)

目前我國(guó)大多數(shù)城市的地鐵車輛均采用雙周檢、季度檢、年檢的維護(hù)檢修模式。但是由于地鐵每天都要進(jìn)行周期較長(zhǎng)的日常運(yùn)行，且日載客量都非常大。因此，對(duì)于受電弓和其他地鐵車輛組成部件磨損都較大。現(xiàn)階段的檢修周期間隔過長(zhǎng)，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)受電弓和其他組成部件由于磨損而出現(xiàn)的故障。因此，需要及時(shí)調(diào)整對(duì)地鐵車輛受電弓的檢查周期，實(shí)施一周一檢查。如此一來不僅可以有效發(fā)現(xiàn)受電弓在工作過程中出現(xiàn)的故障問題，同時(shí)還能減少地鐵車輛檢修維護(hù)的時(shí)間，提高檢修效率[5]。在對(duì)受電弓進(jìn)行檢修維護(hù)的過程中主要需要注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容分別是：受電弓日常清潔、受電弓部件緊固狀態(tài)檢查、碳滑板磨損狀態(tài)檢查、受電弓弓頭轉(zhuǎn)動(dòng)角度檢查、受電弓升弓鋼絲繩潤(rùn)滑、調(diào)整升降弓時(shí)間、受電弓靜態(tài)接觸壓力測(cè)試、受電弓氣壓及空氣密閉性檢查。

4 結(jié)語

綜上所述，受電弓保證正常狀態(tài)工作可以確保地鐵車輛的日常平穩(wěn)運(yùn)行。本文通過上述內(nèi)容的闡述總結(jié)了當(dāng)前受電弓在工作過程中主要發(fā)生的故障類型和解決方法。同時(shí)介紹了地鐵車輛受電弓日常維護(hù)的注意事項(xiàng)和重點(diǎn)維護(hù)內(nèi)容，希望對(duì)維護(hù)受電弓系統(tǒng)正常工作提供一些幫助。

參考文獻(xiàn)

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