地铁车辆单臂受电弓关键部件故障形式及检修建议

摘 要：现在城市经济的高速发展、城市人口数量在不断增加、城市交通堵塞也在不断加剧、环境压力变大，而轨道交通的出现并以独有的方式缓解了交通压力。城市轨道工具电力机车的车辆拉电设备就是受电弓，它起到了接触电网与电力机车车辆间的电力传输的关键作用，它直接经过与接触网接触把电能引进到电力机车中让机车的牵引系统和辅助系统使用，同时机车的再生制动生产的电流也将通过受电弓反回到线网。受电弓的性能与结构形式，对出现故障时的应急方案直接关系到城市轨道交通机车的整体营运质量。

关键词：地铁车辆；单臂受电弓；关键部件；检修建议

前言：受电弓的出现是作为地铁机车牵引系统的接电装置，其重要作用是从接触网上取得电源，向整个车辆电气系统提供电力，同时要经过车辆的再生动能系统将车辆的动能再变转成电能反回给接触网供给其它在线车辆使用，起着双向传输中心的作用。本文对当前各省市地铁应用的先进产品单臂受电弓（受电弓）关键零件的故障出现进行风险报告，并给出简修意见。

一、受电弓原理

受电弓包括由弓头、上框架、平衡支架、下支架、下拉杆、底架、升降弓装置、绝缘体缘子、电阻尼器、编织电线和碳滑板支撑底座组成[1]。弓头是由碳滑板、羊角和弓头弹簧等一些组件组成。上框架是由交叉拉杆合成的。受电弓由底架、下拉杆、下支架和上框架合成一个平行四边形，在升弓装置（像主拉伸弹簧或气囊装置）的操纵下，下支架围绕着底架与下支架的轴承运动，因为底架已经稳固，在受到高度控制（碳滑板与接触网接触）的作用下，形成一个非常稳定的平行四边形；在其平衡杆的用力下，受电弓弓头一直保持在±10°的尺度之间。它的结构简化，无论哪一个零件失效都会引起受电弓的可靠性。

二、受电弓查修意见

第一就是弓头方面检修意见。它是是由碳滑板、羊角和弓头弹簧等一些组件组成。受电弓碳滑板分两种：一种不带羊角碳滑板，在羊角之上安装碳滑板，因为碳滑板与羊角非常光滑以此来带动工作；另一种带羊角碳滑板[2]。受电弓碳滑板主要有碳层胶脱落、碳层出现裂纹、碳层直接断开和铝托断_等故障出现。建议每两周对碳滑板厚度进行测量，并对碳滑板和碳滑板安装托架的进行检修，防止受电弓碳滑板出现断开、脱落及裂开等情况发生。而羊角就是保证受电接触线的交叉处，建议定期检查是否有裂缝情况，如果发现有任何可疑之处，都要及时的去更换羊角以防事件发生。弹簧组件就是起到对碳滑板与羊角的支撑，它是接收接触网的电量冲击，保证受电弓的和接触网的受流接触。因为它的寿命在六七年左右，所以在大修时在更换就可以[3]。第二是上框架的检修意见。它是由框架与交叉拉杆构成，框架是四边形的，非常不稳定，而交叉拉杆的作用就强化框架的安全性，防止受电弓的晃动。建议定期月修框架焊接的地方，无论大小修出现裂缝时直接更换装置[4]。第三，平衡杆的检修意见。它的作用在于保证受电弓弓头有正负十度的自由空间，防止出现弓头的翻转。它的断裂地方是在平衡杆两侧和轴承连接的地方。建议月检测时看焊接与自由度检修。第四，下支架的检修意见。它是受电弓的驱动臂装置，无论哪个地方出现断裂都会出现支架的翻转，因为受电弓下臂是碳钢做的，表面有一层涂漆来防锈，平时的检查发现不了裂缝，所以在检修时要对它进行脱漆检查。第五，下拉杆检修意见。它是受电弓升弓的重要组成部分，是用来调节受电弓升弓的高度与受电弓尾的高度。建议在定期检查时对下拉杆两侧连接处进行检查，对容易出现裂缝处进行检查。第六，底架的检修意见。它是由挂挡的附件组成，它的作用在于在受电弓的上部进行安装，并由四个绝缘子所支撑。建议在定期检查时要查看底架上的各个安装零件的状况，在检查时还要进行脱漆的检查。第七，升降弓的检修意见。它是由气囊弓、弹簧弓与电动弓组成。弹簧弓的升降弓包括拉伸弹簧与降弓气缸组成。建议定期检查时重点看弹簧表面与薄弱处。对单组的弹簧在检修时看拉伸弹簧组件，双组弹簧时要加紧零件，也要看拉伸弹簧组件，并对两侧的安装底座进行脱漆检查。气囊弓的钢丝绳、安装座与气囊。它会出现断裂和老化两种情况。建议在定期检查时重点要看钢丝绳、气囊和底座。在及时更新并做脱漆操作。第八，绝缘子检修意见。它是安装在受电弓的底架下面，是用来保障受电弓的带电处，让受电弓的带电处与机车车体之间有一个安全绝缘距离。若是出现了损坏现象就会让受电弓对地放电的后果。在机车的运行过程中也可能造成绝缘子的外体脱落，形成受电弓的对地放电。建议在定期检查时，要对绝缘子进行清洁工作，并检查它的状态，看看是否出现裂缝与豁口，每半年检查一次就好，保障它的良好运行状态。第九，编织导线的检修意见。受电弓的上臂与弓头间、下臂与上臂间、下臂与底架间都是用轴承相连，为出现电流经轴承产生影响，一般将编织导线对轴承进行处理。编织导线两侧处如果连接不好或编织导线断了就全使电流导电降低甚致烧坏。建议在定期检查时要看外观磨损并及时更换。

结论：综上所述，由于机车受电弓结构非常简单，无论哪一个部件失灵就会引起受电弓的安全性，往小了说损坏受电弓，大的方面就是严重弓网事件；由于车顶空间有限，受电弓与车体的电气装置空间小，受电弓上的每个导体脱落都会拉近受电弓与车体间的电气空间，致使受电弓对大地产电，接触网会断电。受电弓是机车受流的最重要零件，它的重要性必须引起生产厂家和使用单位的高度关注。倡导各个受电弓生产企业要对不同的电路设备来设计受电弓，还要构建受电弓模型，并研究生产的受电弓薄弱环节，针对薄弱环节进行强化；关于地铁公司等应用单位，要严格遵守生产企业的要求，定期对进行合理的检修，小修时要把检查受电弓的关键部位作为重点，中、大修时同要对结构件进行深入，更换已经达到或要达到期限命零件，保证受电弓的安全性运行。

参考文献

[1]张世钟，袁帅.地铁车辆单臂受电弓关键部件故障形式及检修建议[J].电力机车与城轨车辆，2014，02（01）：81-84.

[2]陈明国，许晓勤，李军，钱世勇，曹秀峰.城市轨道交通车辆单臂受电弓结构参数的优化设计与验证[J].城市轨道交通研究，2009，11（03）：57-62.

[3]王海啸.浅谈单臂受电弓在轨道交通车辆中的应用[A].中国土木工程学会城市轨道交通技术工作委员会.2012中国城市轨道交通关键技术论坛暨第三届中国（长春）国际轨道交通论坛论文集[C].中国土木工程学会城市轨道交通技术工作委员会：，2012：2.

[4]王海啸.浅谈单臂受电弓在轨道交通车辆中的应用[A].中国电工技术学会轨道交通电气设备技术专业委员会、北京交通大学.2013年轨道交通电气与信息技术国际学术会议（EITRT2013）论文集[C].中国电工技术学会轨道交通电气设备技术专业委员会、北京交通大学：，2013：3.