受电弓论文文献研究报告.doc

.文献研究报告经过将近一年的学习研究生活，终于完成了这篇“受电弓常见故障的分析与处理”论文。非常感谢我的指导老师周老师，如果没有她的帮助和教导我想我不会这样顺利就完了论文的编写。本文从我DSA200型受电弓为例入手，在了解其基本结构和性能的基础上，在对机车在运行使用过程中遇到的受电弓常见故障问题进行分析，以提高电力机车受电弓的使用效率和常见故障的处理能力，节约相应的检修维护的人力、物力、财力，实现高速电力机车的现代化使用模式。在论文的编写中借鉴了很多其他的教材、论文等资料，这其中主要有张平生 机车受电弓常见故障原因分析及处理；侯明，孙乐民，李爱娜 电力机车受电弓滑板的现状；潘连明，张国荣，钱中良 电力机车受电弓滑板；于红卫，王永第，许富强 机车受电弓永新型粉末冶金滑板；刘建军，朱波，王成国 电力机车受电弓滑板的技术现状；李晓村，朱定国 内燃机车故障综合分析与处理；赵晓明 CRH3型动车组受电弓故障分析及改进措施 ；邹生敏 CRH2型动车组受电弓常见故障的应急处理；陈文光 国产化北京地铁列车牵引电传动系统设计；郭汉挺 HXD1型电力机车受电弓故障原因分析；余卫斌 韶山9型电力机车M。在此对这些资料的提供者及供应商致以最尊敬的感谢。论文在整体上，大致可以分为三大部分，分别是对受电弓的认识、受电弓的结构原理和受电弓的故障分析处理。在下文中将会对这三部分进阐述解释。第一部分是对受电弓的认识内容：随着国内高速铁路的不断发展，从蒸汽机车到内燃机车、电力机车再到今天的动车组、高速铁路，铁路的发展是可圈可点的。城市公共交通的建设发展也是巨大的。纵观各大城市，有轨电车，轻轨，地铁，磁悬浮等等电力机车被广泛运用，中国电气化铁路的发展是不容置疑的，而伴随而来的机车日常故障检修问题不断增多。在电气化铁路运行中，根据多年来的行车事故统计，由于受电弓的故障造成的行车事故占相当比例，我们知道受电弓是电力机车和接触网中间的过渡部分，是高速运行和产生摩擦损耗的主要部件，它出现故障概率比较高，中断机车的供电和运行，给铁路运输安全造成了严重的影响，是电气化铁路面临的一个非常突出的问题。因此在这种情况下受电弓常见故障分析及处理对于电气化铁路的安全运输是非常重要的。本论文就是围绕受电弓故障分析及处理而展开的，从受电弓的结构、作用、种类、动作原理及常见故障的分析等的方面分析受电弓的常见故障的原因，从而提出相应的防范措施和处理方法。我以DSA200型受电弓为例，在了解其基本结构和性能的基础上，再对机车在运行使用过程中遇到的受电弓常见故障问题进行分析，以提高电力机车受电弓的使用效率和常见故障的处理能力，节约相应的检修维护的人力、物力、财力，实现高速电力机车的现代化使用模式，促进当代铁路事业的快速发展。根据我国的基本国情，国内铁路提速是通过修建电气化铁路和对既有线路的改造实现的。而铁路的电气化和高速化已成为世界铁路运输发展趋势，只有实现电气化，才能实现铁路运输高速化目标。因此发展高速铁路是铁路是现代化建设的必然趋势，而高速铁路均采用电力牵引和电气化铁路技术，高速列车必须在高速运行条件下可靠地从接触网上取得电能，否则将影响列车运行和电气驱动系统的性能。高速电气化铁路关键技术之一是如何保证在高速运行条件下具有良好的受流质量，其重要因素就是受电弓电力机车的关键部位，受电弓工作质量的优劣对机车受流状况有重要影响。受电弓直接与接触网导线接触，在静止或滑动状态下从接触网获得电能为机车供电，长期暴露在自然环境下工作，且在运行中由于离线等因素与接触网导线不断产生电的烧蚀、机械磨损，因此对其综合性能有着十分苛刻的要求。伴随着我国高速铁路的发展，对既有线路的提速改造和高速客运专线的加快建设，其中受电弓日常检查维修工作也日益彰显。受电弓是电力机车的重要电气部件，属于高压电器，它直接与接触网接触，将电流从接触网上引入机车，供机车使用。随电力机车运行速度的不断提高，对其受流性能也提出了越来越高的要求，其基本要求有：滑板与接触导线接触可靠；磨耗小；升、降弓时不产生过分冲击；运行中受电弓动作轻巧、平稳、动态稳定性好等。而在高速铁路迅速发展的今天，受电弓故障频繁的发生严重制约了高速铁路的发展，因而研究受电弓的故障原因与其处理方法具有很大的现实意义，同时也顺应了高速铁路的发展。电力机车获得电能主要是通过牵引供电系统，在牵引供电系统中向电力机车直接供电的是接触网。在电气化铁道中，接触网是架设在轨道上方，呈现重复“Z”形走向，沿线路线向机车提供的电力传输网。接触网上的电能是牵引供电所提供的，所以说在机车通过线路的时候，接触网上会一直有电，但是接触网上的电能不可能主动地输送到机车上。作为接触网和机车之间的过渡受流装置，受电弓的作用就是从接触网接触导线上受取电流供电力机车牵引车辆和照明生活使用的一种受流装置。在机车正常运行中，机车受电弓靠滑动接触而受流，是电力机车与固定供电装置之间的连接环节，当受电弓升起时，其滑板与接触网导线直接接触，从接触网导线上受取电流，并将其通过车顶母线传送至机车内部，供机车使用。如果没有受电弓的中间受流，电力机车就不可能从接触网上获得电力供牵引电机使用从而产生牵引力，所以受电弓的中间受流环节作用是电力机车获得电力的关键因素之一。第二部分受电弓的结构原理：今天轨道交通的类型很多，但是不管是有轨电车、地铁还是轻轨等轨道车辆上都安装有两台受电弓，正常运行时升后弓，前弓备用。受电弓一般可分为单臂受电弓和双臂受电弓两种，均有滑板、上框架，下臂杆、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。双臂受电弓结构对称，侧向稳定性好，但结构复杂，调整困难。单臂受电弓结构简单，尺寸小，重量轻，调节容易，具有良好的动特性，高速时动态、随性及受流特性较好，故而被现代动车车辆广泛运用。目前我国干线电力机车使用的受电弓主要有TSG系列和DSA系列的受电弓。DSA系列的受电弓是一种采用气囊驱动的单臂受电弓，它装有阻尼器和ADD自动降弓装置。与TSG系列受电弓相比，它具有运行稳定，使用范围广等优点，因此近年来我国电力机车越来越多的采用DSA系列受电弓。国内电力机车采用的受电弓型号也有很多种，如TSG1-25、TSG1-600/25、TSG3-630/25、 DSA150、DSA200、DSA250、DSA350等。DSA系列受电弓设计的时速相对TSG系列受电弓的较快，TSG系列受电弓在国内电力机车中运用的比较广泛，近年来由于发展高速电气化铁路的需要，DSA系列受电弓的引进生产使用也日益增多。DSA200单臂受电弓是中国大同电力机车有限公司2003年从德国STEMMAN（芬斯坦）公司引进了DSA系列受电弓生产技术，组建了“北京塞德高科铁道电气科技有限责任公司”,通过技术引进、消化、吸收由大同厂所生产的国产化产品。DSA200受电弓是DSA系列受电弓中的一种，该受电弓的结构设计先进、采用大量优质铝合金和不锈钢等轻型材料，整弓质量较轻，是TSG3型受电弓质量的一半；轻质量的弓头及较大的弓头自由度实现了弓网的良好的接触；并带有独特的自动降弓装置，动态情况下1.2S离线150MM。DSA200受电弓采用气囊驱动来升降弓，主要由底架、阻尼器、升弓装置、下臂、弓装配、下导杆、上臂、上导杆、弓头、滑板及升弓气源控制阀板等机构组成。受电弓只有在使用的时候才会升起与接触网接触，从接触网上获取电力供给电力机车使用，在不用的情况下受电弓都会降下贴在机车顶部。DSA200单臂受电弓是靠气囊驱动升降受电弓的，机车升降弓动作的控制是由线路控制和气路控制共同作用完成的。正常的情况下，按“前受电弓”扳键开关402SA并将受电弓隔离开关587QS置“0”位，风压隔离开关588QS置“1”位，受电弓电磁阀1YV得电动作，气路打开，压缩空气通过空气过滤器、单向调速阀（升弓）、调压阀、气压表、单向调速阀（降弓）稳压阀，进入气囊，同时压缩空气通过管路经气控快排阀向具有气腔的受电弓碳滑板供气，受电弓升起与接触网接触。受电弓具体升降弓过程如下：升弓过程升弓时，司机将受电弓扳键开关扳至“升”位，控制受电弓电空阀使压缩空气通过电空阀流经由空气过滤器、升弓用单向节流阀、精密调压阀、压力表、降弓用单向节流阀、安全阀组成的受电弓气源阀板和高压绝缘软管进入车顶受电弓升弓装置。气囊充气，推动导盘前移，通过钢索带动下臂绕轴顺时针旋转，此时上臂在推杆的作用下逆时针转动，使受电弓弓头升起。降弓过程降弓时，司机将受电弓扳键开关扳到“降”位，控制受电弓电空阀使气路与大气接通，气囊收缩，下臂作逆时针转动，最终使受电弓弓头降到落弓位。第三部分受电弓故障分析处理在故障分析处理中，对于产品来说，一般可以分为可修复和不可修复两种。不可修复产品包含产品故障后不可修理和不值得修理两个部分含义。按国际的相关定义，“失效”是指“产品丧失其规定功能的现象”，尤其是指产品因丧失功能而处于不正常的状态。对于可修复产品却通常把这种情况称为“故障”，对于不可修复产品则称为“失效”。在定义上，“故障”强调的是对产品丧失了功能后的可修复性，因而“故障”和“失效”的概念是有一定的区别的。故障分析作为一门新兴的实用的边缘学科，它是研究产品失效的模式、机理、原因和防止措施的科学，涉及的学科领域和技术问题都是广泛的，其核心是对产品的失效或故障的原因进行分析，提出对策和预防措施，减少同类事故的重复发生，以提供产品质量和提供运用安全可靠性。所以总的来讲，故障分析与处理的目的以归纳为三点：1、预防故障的发生和防止事故的扩大2、争取进行应急处理，减少扩大故障和修理事故3、认真分析故障原因，确认事故责任，以利于吸取教训受电弓故障的分析与处理必须由专业的人员来进行，他们是受过专业的培训并具有良好的专业技术知识水平以及实事求是的科学态度和正确的指导思想，基本要求有：熟悉受电弓部件系统的结构原理和相互的控制关系；熟悉受电弓部件系统的有关参数要求；掌握受电弓的运用知识。而对受电弓运用过程中各种故障进行检查的方法一般是直观判断、间接判断和综合判断。受电弓作为电力机车上的整体部件，其故障的形式一般可以归纳为三种情况：完全不能工作；性能恶化，超过技术要求的规定；失去安全工作能力。受电弓常见故障形式分析处理如下升不起弓或自动降弓 原因分析：受电弓扳钮接触不良；受电弓故障开关SDK在故障位或接触不良；升弓电空阀1SDF(2SDF)故障或接线松脱；BHF故障或接线松脱；门未关好或门联锁顶杆未顶到位；风路塞门143号（144号）未打开或风压过低；升弓弹簧折损或机械故障。 处理：检查升弓气路风压是否高于600KPA，如低于此值使用辅助压缩机泵风；检查控制电器柜上的各种电器开关位置，应置于正常位置；换弓升弓试；中自动降弓，停车确认受电弓损坏程度，记录刮弓的地点。受电弓升起后放电可能原因：车顶导体部件上存有导电异物；瓷瓶过脏或雨、雾天造成瓷瓶爬电；雷击等过电压击穿放电间隙；车顶支持瓷瓶已经炸裂。处理：如为原因前三个时立即降弓，请求停电验电后挂好接地线再上车检查，处理完后可维持运行；是最后时，瓷瓶破坏严重时可将导电杆软连线拆除后，用另一端受电弓维持运行。受电弓受流时拉弧可能原因：a100号调压阀调整压力不够或调压阀故障；b受电弓铰链座缺油抗劲；c受电弓碳滑板有凹槽或滑板到限；d升弓弹簧断一根或更换新滑板后弹簧压力过小；e接触网故障。处理：故障原因a时调整压力到规定值，若故障时，可卸下堵，抽出上、下堵，直接用总风维持运行，若时间不允许，可用辅助压缩机打风维持运行到前方站后再作处理；故障原因b、c、d时升另一端弓维持运行；故障原因e时降弓滑行一段距离后再升弓，并报告前方车站。压力开关故障故障现象：实际运用过程中，压缩气体在通过受电弓气阀板给受电弓气囊充气时，受电弓气囊中的气压上并到接近压力开关的初始值时，受电弓开始动作升弓。完成升弓过程大概需要610 s左右的时间，在这段时间内压力开关气路的气压值会一直维持在这种压力范围；而当压力开关的设定初始值发生细小偏差时，在受电弓的井弓预备过程中，压力开关就有可能一直不会给出电信号，15 s后机车控制系统将给出受电弓故障的信号。原因分析处理：压力开关故障的根本原因是机车控制系统设定的自动封锁时间为15 s过短，而开关的设定值又刚好处于受电弓升弓准备过程的气压临界值上，这样就会造成受电弓正作不稳定的故障现象，解决压力开关故障的处理建议一般有两点：延长机车系统鹃骞动封锁时阀，减小压力开关的设定值。滑板条磨耗故障现象：受电弓的滑板异常磨耗，滑板与接触线杰出的地方出现凹槽故障分析：a机械磨耗：新建线接触网剖面底部为圆弧形，而且接触线表面有不少比较坚硬的毛刺，这是新开通线路滑板条急剧磨耗的主要原因。经过多次运行后，接触导线渐趋平整光滑，摩擦系数减小，达到一定的摩擦次数后，机械磨耗量将大大减小并将保持在一定的范围内。b电气磨耗：新开通线接触导线毛刺多，加上开通前一段时间内由于暴露于空气中，表面污染，当与受电弓滑板初期接触时接触不佳，电火花往往都比较大，电气磨耗自然突出。为了使新接触网线尽早磨出平整光滑的接触面同时减少滑板的过速磨耗，可采用铁基滑板处理：为保证受电弓碳滑板与接触网之间的良好配合，可以从以下方面着手：保证正线接触网“之”字布置的均匀性；在受电弓处于不同的升弓高度时确保升弓保持力保持不变；受电弓设计是应注意弓头结构设计，需保证其上的碳滑板咋磨耗不均匀的情况下都能与接触网接触良好。本文结合我国铁路事业发展的实际情况和提高受电弓的使用要求，对受电弓的常见故障进行了分析和处理方法的研究。从当今国内铁路的发展现状出