關于城鐵車輛受電弓系統工作原理的探討

徐恒巍 高德健

摘 要：目前我國城鐵車輛在運行過程中所需的動力主要是依靠電力系統提供的牽引力，其中，受電弓在電能傳輸過程中起到了關鍵的作用，通過受電弓將接觸網與城鐵車輛進行了有效連接。保證城鐵車輛在運行過程中安全、可靠、穩定工作的前提就是受電弓碳滑板能夠穩定、高質量的汲取電流，以及地鐵車輛在高速運行過程中，受電弓能承受接觸網對其碳滑板產生的摩擦，只有受電弓碳滑板與接觸網之間保持穩定的壓力，才能確保地鐵車輛穩定的運行。本文將對目前我國地鐵車輛受電弓系統的工作原理進行淺要分析，同時總結受電弓系統在工作過程中常見的幾種故障類型，并提出一些切實可行的有效維護方法，確保受電弓系統能夠平穩、正常的工作。

關鍵詞：地鐵車輛;受電弓;故障

地鐵在運行過程中，受電弓系統能否安全平穩地進行工作，將直接影響地鐵車輛的上線率和運行過程中的安全系數。受電弓在工作過程中，可能出現的故障如下：受電弓不能正常升起、碳滑板磨損異常以及受電弓部件漏氣等，因此，在受電弓工作過程中要避免出現以上故障，以確保地鐵車輛能夠正常運行，為人們提供安全便捷的出行服務。

1 地鐵車輛受電弓系統工作的原理

1.1 受電弓基本結構

地鐵車輛的受電弓由多種部件共同組成，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、自動降弓裝置。通過這些部件，共同組成了受電弓的基本結構。

1.2 受電弓電氣系統原理

受電弓是目前地鐵車輛中的主要受流部件，地鐵車輛在運行過程中受電弓升起，隨后與接觸網進行連接接觸，并通過接觸網來集取電流，最終將從接觸網中集取的電流全部傳送到地鐵車輛的電氣系統當中，這就是目前地鐵車輛受電弓電氣系統的基本工作原理。在這一過程中接觸網產生的電流首先會通過碳滑板流入到受電弓的弓頭位置，然后電流按照順序依次通過上框架、下臂桿最終流入到受電弓的底架。電流通過受電弓底架中的母線導入地鐵車輛的電氣系統，為地鐵車輛運行提供動能。

1.3 受電弓氣路系統原理

地鐵車輛的司機在地鐵司機室按下受電弓升弓的按鈕后，車輛受電弓供風單元的升弓電磁閥接收電能開始運轉，使供風單元向受電弓提供壓縮空氣。這部分壓縮空氣經過地鐵車輛內部的供氣管路和車頂受電弓的絕緣軟管后進入受電弓系統中的氣閥箱。這些壓縮空氣在進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入到受電弓系統中的兩個升弓氣囊為其供氣。兩個氣囊通過流入的壓縮空氣實現供氣后，不斷膨脹抬升，在氣囊不斷抬升的過程中帶動鋼絲繩對下臂桿進行受力拉拽。下臂桿受力拉拽后開始轉動，使受電弓不斷抬升，下臂桿不斷轉動，直至受電弓弓頭抬升至與觸電網進行接觸并保持規定的靜態接觸壓力。上述內容就是目前地鐵車輛受電弓氣路系統的基本工作原理。

2 受電弓系統工作過程中的常見故障

2.1 受電弓無法正常升起

氣囊式受電弓在正常工作運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，電壓或氣壓不足均會導致受電弓無法升起。氣囊驅動的受電弓，在氣壓不足的情況下無法驅動受電弓升起，而電壓不足，則不能控制受電弓升弓電磁閥，無法完成升弓動作。一般分為以下幾種情況：

（1）有電無氣：電壓滿足使用要求時，可以打開受電弓升弓供風裝置中的輔助壓縮機進行打風，待風壓滿足升弓要求后，可使用電磁閥控制受電弓升起。

（2）有氣無電：氣壓滿足使用要求時，可使用電磁閥自身的手動控制旋鈕或與電磁閥并聯使用的手動塞門來控制受電弓升弓，待升弓后車輛接通網線，可切換回電動控制保持升弓狀態。

（3）無氣無電：此時，需使用腳踏泵對受電弓進行供風，并使用電磁閥自身的手動控制旋鈕或與電磁閥并聯使用的手動塞門來控制受電弓升弓，待升弓后車輛接通網線，使用壓縮機對受電弓進行供風并切換回電動控制保持升弓狀態。

2.2 受電弓碳滑板異常磨損

受電弓在正常工作時，碳滑板與接觸網穩定接觸、受力均勻、隨網性好，但當受電弓出現異常磨損時，受電弓受流情況會受到影響，同時可能會出現機械故障和拉弧。發生豁口或斷裂時，需更換碳滑板。發生偏磨時，需調整弓頭的轉動。

2.3 受電弓受流頻繁的中斷傳輸

受電弓受流若出現頻繁的中斷，可能是碳滑板與接觸網頻繁的脫離所導致，原因有以下幾點，接觸壓力調整的不恰當，需檢查并調整。碳滑板出現嚴重磨損或破壞，需更換碳滑板。上導桿調整不良，即弓頭在水平位置不能自由轉動，需調整弓頭的轉動。弓頭彈簧運動緩慢，需清潔并潤滑軸承，更換有缺陷的軸承。

2.4 受電弓碳滑板與接觸網之間產生拉弧

產生拉弧的直接原因是碳滑板與接觸網脫離，并保持一定的距離，而發生脫離的原因可能有碳滑板與接觸網的接觸壓力低于要求值、弓頭轉動出現卡滯、受電弓碳滑板存在缺陷甚至斷裂、接觸網存在硬點。以上都會造成受電弓碳滑板與接觸網之間產生拉弧，甚至損壞設備，影響地鐵車輛的正常運行。

3 受電弓的維護

為保證受電弓長久正常的工作，需定期維護以下方面，受電弓日常清潔、受電弓部件緊固狀態檢查、受電弓弓頭轉動角度檢查、受電弓升降弓時間的調整、碳滑板的日常維護和檢查、受電弓氣壓及空氣密閉性檢查等。

4 結語

綜上所述，受電弓在正常狀態下工作，可以確保地鐵車輛的日常平穩運行。本文通過上述內容的闡述，總結了目前受電弓電路系統和氣路系統的工作原理，以及在工作過程中主要可能發生故障類型和解決方法。最后簡要介紹了受電弓日常維護的注意事項，以便對受電弓系統日常維護提供一定幫助。

參考文獻

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