DSA250受电弓的检修与维护

目录TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"摘要 1一、 绪论 2\o"CurrentDocument"1.背景研究 2\o"CurrentDocument"二、 各国受电弓型号 2\o"CurrentDocument"法国受电弓型号 2\o"CurrentDocument"日本PS系列受电弓 3\o"CurrentDocument"德国受电弓 3\o"CurrentDocument"中国受电弓 4\o"CurrentDocument"DSA250受电弓 4\o"CurrentDocument"三、 DSA250受电弓基本结构及技术参数 5\o"CurrentDocument"技术参数 6\o"CurrentDocument"结构 6\o"CurrentDocument"升降系统工作原理及动作 7\o"CurrentDocument"四'动车组受电弓的检修与维护 8\o"CurrentDocument"动车组运行途中受电弓故障的处置办法 8\o"CurrentDocument"受电弓二级修，270天/20万公里 92.1检查碳滑板 92.2检查受电弓组件 102.3受电弓检漏测试 112.4ADD测试 122.5测量静态平均接触压力 122.6测量升、降弓时间 13\o"CurrentDocument"总结 15\o"CurrentDocument"参考文献 15\o"CurrentDocument"致谢 15摘要发展高速铁路是铁路现在化建设的必然趋势。而高速铁路均采用电力牵引，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，所以说受电弓确保列车运行的有着很大的重要重要性。电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。受电弓可分单臂弓和双臂弓两种，均由滑板、上框架、下臂杆（双臂弓用下框架）、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。菱形受电弓，也称钻石受电弓，以前非常普遍，后由于维护成本较高以及容易在故障时拉断接触网而逐渐被淘汰，近年来多采用单臂弓。负荷电流通过接触线和受电弓滑板接触面的流畅程度，它与滑板与接触线间的接触压力、过渡电阻、接触面积有关，取决于受电弓和接触网之间的相互作用。本文主要介绍各国受电弓的类型和我国DSA250受电弓的构成、工作原理和日常的一些检修与维护。关键词：受电弓，DSA250受电弓，检查第1页共16页_、绪论背景研究近年来，我国电气化铁路发展呈现出生气勃勃的繁荣景象。自1961年8月15日第一条电气化铁路一宝成线的宝鸡至凤州开通至今，40多年来电气化铁路营运里程已突破24000公里。90年代来，我国先后修建了广深准高速电气化铁路，对哈大线进行电气化改造，接着又修建了秦沈客运专线，如今的300~350km/h的京沪铁路已经成为我国骄傲创举。2004年1月国务院批准了，《中长期铁路网规划》,包括北京一上海等11条高速客运专线共1.2万公里的建设，其中“十一五”期间修建高速铁路35000公里，高速客运专线均采用高速动车组，这对铁路电气化提出了更高的要求。高速铁路均采用电力牵引，高速列车必须在高速运动条件下从接触网上取得电能，而且保持其供电的绝对可靠和不间断，否则将影响高速列车运行和电气驱动系统的性能。所以高速铁路的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，即在列车高速运行时保持稳定动态受流。因而，研究高速受电弓成为我国高速铁路的当务之急。二、各国受电弓型号法国受电弓型号法国国铁（SNCF）所采用的160km/h以上的受电弓有：AMDE型，在1981年2月26号，创造了380km/h的当时的世界纪录，MADE型受电弓为双层小开度型（或称子母）受电弓，接触压力为70N~80N,采用碳滑板，归算质量为9kg。GPU型受电弓，为更好的适应400km/h以上速度的受流需要，Faiveley公司研制了新式的GPU型单层受电弓，法国国铁（SNCF）在大西洋干线采用GPU型受电弓于1990年5月18日，创造了515.3km/h的世界纪录。CX型受电弓，它是Faiveley公司研制的X系列受电弓的一种（X系受电弓为：电动车采用SX型受电弓，速度在220km/h以上的电力机车采用AC或CX型受电弓）,它是可以随车速的变化而自动调整。为此Faiveley公司采用了两种技术,一是在一定速度范围以预先设定的控制技术对接触压力进行调节；二是采用电子第2页共16页控制和空气伺服阀的反馈控制技术。Faiveley公司研制的X系列受电弓自1990年以来经历了长期的实验过程。这些受电弓采用合成纤维弓头、重量减轻了百分之三十到百分之四十。X系列受电弓均采用气垫支撑装置。关节式结构不受运行速度和方向的影响。为适应特别需要，既可以安装高上升度弓头滑板、有可以安装低上升弓头滑板，X系列受电弓的设计使维修量大为减少。日本PS系列受电弓日本新干线动车组从运营初期的0系到300系都采用了菱形受电弓，这是因为菱形受电弓稳定性高、集电性好。但是，为更进一步降低空气动力噪声，需要受电弓进行改进。经过10年时间的研制，单臂受电弓终于研制成功并被用于700系新型车辆。日本新干线动车组从菱形受电弓到单臂受电弓的发展，主要是为满足降低噪声的要求。对菱形受电弓进行风洞试验，找出噪声的发生源，并进行降低噪声分析,其结果是菱形受电弓因结构复杂、部件多，实施降噪效果有限，最多直降了2dB。因此，沿用菱形受电弓要想较大幅度降低噪声是很困难的。此后，日本进行了单臂受电弓的研制，进一步降低了噪声，研制出了TPS301型受电弓，用于700系批量车的生产。经风洞和现车进行试验证明，其集电性能和空气动力性能良好。它不仅降低了噪声，还具有成本低、轻量化、免维修等优点。德国受电弓德国ICE高速列车用DSA-350型受电弓，整体质量140kg,接触压力为50~130N,驱动方式是气动升弓，有一阻尼的降弓。滑板用铁制的弓头上焊着碳滑板，形成一个整体，更换时一体更换，寿命很长，更换周期通常1500000km,条件恶劣情况下也可达65000km,不涂石蜡和黄油。最大允许电流0.8kA,瞬时电流为1.3kA,最高运行速度280km/hoSBS65型受电弓在实验线上与Re250接触网配合使用，运行速度280km/h,测得最大接触力为165~225N,平均值为82~89N,在同样的区段和实验条件下速度为160km/h,测得最大压力值为125N,其平均值为46~50N。对离线来说，SB65型受电弓在220km/h运行速度下，离线为每公里2次，离线时间为9us/m。该型号受电弓体积小，重量轻，维护费用低，并具有较好的空气动力学性能。DSA-350s受电弓是在DSA350受电弓的改进型。DSA-350型受电弓与ICE1型第3页共16页列车运行，运行速度250km/h；DSA-350SEK型又是DSA-350S的改进行型，只有106kg,装有自动降弓装置，受电弓的滑板运行效率高，在ICE牵引中每块滑板可以运行12~14万公里。DSA-380D和DSA-380E和DSA-380E与新一代高速列车ICE一起使用，运行速度达330km/ho中国受电弓随着电气化铁路的发展，我国现有的国产受电弓满足不了高速受流的要求，主要依赖于德国生产的受电弓。DSA系列单臂受电弓是目前我国最新引进的产品，适用于响应速度等级的各种电力机车及动车组，如哈大线使用的是DSA200CR受电弓，秦沈线使用的是DSA380CR受电弓。为提高受流性能，减小离线，就是提高框架的固有震动频率和受电弓弓头的上下震动固有频率。对实现前者来说有减小归算质量和加大接触压力两种方法。加大接触压力必然会加大到线的磨损，这是不可取的，只有减轻归算质量。DSA系列受电弓采用先进的结构设计及大量采用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接触。带有独特的自动降弓装置,动态情况下1.2S离线150mm。弓网故障发生时，主断控制器可断开机车断路器，从而避免了带负载降弓时弓网之间产生拉弧而损坏受电弓和接触网。改装置输出为无出点控制，体积小、可靠性高、安装简单。此系列受电弓采用气囊驱动来升弓。DSA250型受电弓最高运行速度230km/h,适用于相应速度等级的各种电力机车及动车组。其下臂采用铝型材焊接结构型式，可以选装弓头翼片以调整动态接触压力。在我国第六次铁路提速中，DSA250型受电弓广泛应用在“和谐号”动车组列车上，以适应高变化的沿线架空电缆接触网。如图所示DSA250型受电弓，有弓头、上框架、下臂杆、拉杆、平衡杆等部分组成，他们通过各种皎链座较接。个皎接处都有滚动轴承并采用金属管编织线进行短接，以防止电流对轴承的烧损，平衡杆的作用是保证弓头滑板面在受电弓整个高度范围内，始终保持基本水平状态。DSA250受电弓DSA型受电弓适合中国既有线和客运专线接触网，安装高度距轨面5300~6500mm,其间用特高压配线连接，最高运用速度为250km/h,受电弓安装自动第4页共16页

降弓装置，动车组正常运行时，采用单弓受流，另一台备用，处于折叠状态。用于高速列车的受电弓应满足以下基本要求：受电弓的滑板与接触导线之间要保持恒定的接触压力，以实现比常规受电弓更为可靠的连接电接触，受电弓的滑板与接触导线之间的接触压力不能过大或过小。因此，受电弓的结构应保证滑板与接触导线在规定的受电弓工作高度范围内保定恒定不变的、大小合适的接触压力。与常规受电弓相比要尽可能减轻受电弓运动部分的质量，以保证与接触导线有可靠的电接触，运行中，受电弓将随着接触导线高度变化而上下运动，在高速条件下，这种运动更为频繁，从而直接影响滑板与接触导线之间接触压力的恒定。由于接触压力除与接触网的结构、性能有关外，还与受电弓的静态特性（静止状态下接触压力与受电弓高度的关系）和动态特性（运动状态下受电弓上下运动的惯性力）有关，因此对于高速受电弓，除必须保证机械强度和刚度外，应尽可能降低受电弓运动部分的质量，从而减少运动惯性力。这样才能使受电弓滑板迅速跟上接触导线高度的变化，保证良好的电接触。由于高速运行时空气阻力很大，因此高速受电弓在结构设计上要充分考虑。力求使作用在滑板上的空气制动由别的零件承担，从而使受电弓滑板在其垂直工作范围内始终保持水平位置，以减少甚至消失空气制动力对滑板与接触导线间解除压力的影响。滑板的材料，形状，尺寸应适应高速的要求，以保证良好的接触状态和更高的耐磨性能。要求受电弓在其工作范围内升弓时，初始动作迅速，终了动作缓慢，以确保在降弓时快速断弧，并防止升降弓时受电弓对接触网和底架有过大的冲击载荷。三、DSA250受电弓基本结构及技术参数在接触导线高度允许变化的范围内，要求受电弓滑板时接触导线有一定的接触压降弓过程具有先快后慢的特点，即升弓时滑板离开底架要快，贴近接触导线要慢,降弓时滑板脱离接触导线要快，落在底架上要慢，以防拉弧对底架有过分的机械受电弓靠滑动接触而受流，是电力机车、电动车辆与固定供电装置之间的连接环节，其性能的优劣直接影响到电力机车、电动车辆工作的可靠性。随着电机、电动车辆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。其基本要求是：滑板：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。为此，力，且升、以防弹跳；冲击。在接触导线高度允许变化的范围内，要求受电弓滑板时接触导线有一定的接触压降弓过程具有先快后慢的特点，即升弓时滑板离开底架要快，贴近接触导线要慢,降弓时滑板脱离接触导线要快，落在底架上要慢，以防拉弧对底架有过分的机械第5页共16页技术参数名称：单臂受电弓型号：DSA250设计速度:250km/h试验速度：250（1+10%）km/h,即275km/h额定电压/电流：25Kv/1000A标称接触压力：70N,（可调整）升弓驱动方式：气囊装置输入空气压力：0.4〜IMPa静态接触压力为70N时的标称工作压力：约0.35MPa弓头垂向移动量：60mm材料：滑板：整体碳滑板（铝托架/碳条）弓角：钛合金上臂/下臂：高强度铝合金 下导杆：不锈钢底架：低合金高强度结构钢质量：约113kg（不包含绝缘子）结构升弓装置安装在底架上，通过钢丝绳作用于下臂。下臂、上臂和弓头由较轻的铝合金材料结构设计而成滑板安装在U型弓头支架上，弓头支架垂悬在4个拉簧下方，两个扭簧安装在弓头和上臂间，这种结构使滑板在机车运行方向上移动灵活，而且能够缓冲各方向上的冲击，达到保护滑板的目的。对于不同型号和不同速度等级的机车，受电弓的空气动力可以通过安装弓头翼片来进行调节（如果选装）气动元件安装在位于底架的控制盒内，自动降弓装置可以检测到滑板的使用情况，如果滑板磨耗到限或冲击断裂后，受电弓会迅速自动降下，防止弓网事故进一步扩大。当重联运行时，一旦前弓因故自动降弓后，滑板检测装置可通过机车TCMS系统，实现后弓的连锁降弓，从而达到保护后弓免受损坏。ADD关闭阀置于车内，当受电弓自动降弓后，如果对接触网没有造成损坏，而且对受电弓性能没有影响时。可关闭ADD关闭阀，重新升起受电弓。更换滑板后，应重新启动ADD装置。第6页共16页升降系统工作原理及动作DSA250受电弓的升弓是由气动力驱动的。压缩空气通过电控阀经过滤器进入精密调压阀，精密调压阀用于调节受电弓接触压力，输出压力恒定的压缩空气，其精度偏差为土0.002MPa。因为气压每变化0.OIMPa(约0.lkgf/cm2)会使接触压力变化10N。精密调压阀在工作过程中，为保证输出压力稳定，溢流孔和主流气孔始终有压缩空气间歇性排出，属于正常现象。压力表显示值仅作为参考，应以实测接触压力为准。单向节流阀用于调节升弓时间，单向节流阀用于调节降弓时间。如果精密调节阀出现故障，安全阀会起到保护气路的作用。静谧调节阀运用中不得随意改变其调整值，为保证各控制阀正常使用，应严格防止水和其他杂质渗入(注意机车上部件管接头的密封，并及时检查清理空气过滤器。精密调整阀的更换采用原厂配件或装备部的产品，否则引起的质量事故，后果由用户承担自动降弓装置工作原理如图图1受电弓升降弓控制原理图 图2自动降，装邕原理图1气整代制阀板2•倾阀疽卜。》3附，阎1-艳缘犊仰2-言为开关3-快速同I压力我5流浏降号〉6宣全阀〈件能I-ADD试皆阳ADD关闭闷5-升W及19同：绝携仙:管8升」菠敝勺卖9屯控6-碳滑板7-电梓阀8-乍的界我阀技界她11'演—■界经过调压后的压缩空气进入到带有风道的碳滑板，如果滑板出现空气泄漏，达到一定的压力差之后，快速降弓阀动作，升弓装置中的气体会从快速降弓阀中迅速排出，从而实现自动降弓。滑板若存在微小裂缝和少量漏气，受电弓仍能升起，则属于正常允许范围，滑板可继续使用。装有主断分段装置的受电弓，如果碳滑板受到冲击泄漏时，压差同时使得压力开关产生一个电信号传输给机车主断分断装置，机车控制装置会切断住断路器。第7页共16页同时切断电池阀，停止供气，压缩空气会快速从机车主断分断装置的快排阀及快速降弓阀排出，迅速降弓，这样可避免在下降的过程中电弧对网线和受电弓的损坏。在正常的升弓条件下，压力开关有延时功能，延时装置约为15-20S.如果快速降弓阀和碳滑板间的气管断裂，自动降弓装置可以通过停止阀停止使用。四、动车组受电弓的检修与维护1.动车组运行途中受电弓故障的处置办法动车组运行途中发生突然自动降弓或发生弓网故障时，随车机师与司机沟通后将故障情况立即汇报段生产调度科，生产调度科按规定向上级领导及部门汇报。随车机师得到司机通知后下车检查受电弓情况。当受电弓碳滑板断裂变形，受电弓弓头及附属配件变形、移位，受电弓供风软管脱开、断裂，受电弓在降下状态时有部件翘起、移位，受电弓发生其它危及行车安全、侵限情况时，随车机师必须登项进行处理。发现接触网损坏、断线、各类配件损坏时，随车机师应立即汇报司机，由司机按规定处理。经初步检查确认接触网正常，受电弓外观可见部分无明显异常或超限但未能判明降弓原因时，随车机师应立即汇报司机，同时报告段生产调度科，生产调度科按规定上报及通告相关动车所。随车机师通知司机切除己降下的受电弓，换弓运行，限速160/h运行至前方站。如前方站为终点站，则按照上级指示安排启动热备动车组替换。如前方站为非终点站且为高台站时，随车机师在停站后使用望远镜、旅客进站扶梯、人字梯、凳子或其它手段进行进一步检查确认，如确认受电弓外观整体正常不影响运行安全时，维持运行至终点站，如不能确认，则必须登顶检查。动车组登顶检查作业按以下程序进行：①请求停电，随车机师穿戴好防护用品做好登顶准备。②核对命令。③确认断电。④挂接地杆。⑤安全监护。⑥登顶处理。随车机师登顶后，发现受电弓损坏，具备条件时，应在处理前用手机对故障部位进行拍照在对故障受电弓进行应急处理时，须用铅丝、扎带绑扎故障受电弓上、下臂、附属活动部件及故障部件。绑扎完毕，随车机师必须用手在上、下臂处用力抬动，确保绑扎牢固，防止故障受电弓及其部件运行时侵界，同时清理散落在车项的弓网部件。在确认车顶无任何异物后，随车机师方可下车项。随车机师登顶检查发现受电弓状态正常时，通知司机升弓，在确认受电弓动作正常后第8页共16页HunanVocationalCollegeofRailwayTechnology下车顶。经检查确认不能继续运行或无法处理、影响运行安全时，应立即请求救援，并按有关规定处理。⑦撤除防护。⑧恢复供电。弓网故障动车组经处理后维持运行至终点站后，必须启用备用车组替换入所检修。动车组途中发生受电弓受异物击打损坏或供电设备异常影响弓网关系时，动车运用所和相关部门必须按照《关于进一步加强辆供联控工作的通知》文件规定与供电部门进行联控。加强动车组受电弓故障应急处置演练，配齐各类应急工具备品，组织随车机师开展登顶检查处置实作演练，确保随车机师人人过关，切实提高应急处置水平。受电弓二级修，270天/20万公里注意事项：在上车顶以前确保接触网己断电动车组在升弓进行测量接触压力过程中，TCMS由于长时间未检测到网压将会实行保护而自动降弓，所以在测量过程中需要注意安全。列车状态:E3工前准备：亏电风险：连接外接电源，确保车组能正常激活；亏风风险：激活车组后，检查车组供风压力，保证在900Kpa以上，若未达到要求，则手动启动一个主压缩机，充风至900Kpa后手动关闭已启动的主压缩机；△触电风险：在上车顶以前确保接触网已断电。庄坠落风险：作业过程中注意做好防护及呼唤应答确认车组状态：1号确认车组停放制动已施加，受电弓已降下，接触网已断电，动车组放电已结束，防护信号己设置，车组已连接外接电源，风压保持在900Kpa以上确认工具：1号、2号在登顶前必须先领取登顶作业许可的IC卡；2号领取作业前的工具和材料，检查弹簧称、秒表功能正常，检定未过期2.1检查碳滑板检查滑板状态，当碳滑板出现以下情况必须更换：滑板有横向贯通的裂纹；裂纹距离受电弓碳滑板端部200mm时；第9页共16页

碳滑板碳层剩余厚度小于5mm时；碳层破损且缺块大于15mm时(在15mm以内的应用铿刀进行打磨)。新碳滑板与配对碳滑板厚度差不得超过3mm,否则需要同时更换两根碳滑板。2.2检查受电弓组件⑴检查弓头组件、平衡块、羊角、底架、上下臂、上下导杆、阻尼器、控制箱等受电弓部件无脱漆.裂纹、变形等现象，各部件安装紧固；检查弓头保持平衡状态；检查穿销和销孔无过量磨耗，油滑状态良好，钢丝索无断股。受电弓各风管绑扎良好，无抗磨•破损，各风管接头安装紧固，气囊无破损裂痕。1.受电弓底架2.阻尼器3.升弓气囊4.下臂5.弓形缓冲器6.下导杆7.上臂8.上导杆9.弓头10.碳滑板第10页共16页

2.3受电弓检漏测试1号确认可以升弓后通知3号升起待测试的受电弓，对受电弓气路进行全面检漏:1）检测三条白色进出风管管路及接头无漏风2） 检测升弓气囊（上下部）及其进风管接头无漏风3） 检测自动降弓阀及ADD试验阀各管接头无漏风4） 检测气路控制盒进出风管接头及内部各部件接头无漏风5） 检测下臂两风管接头安装牢固，无漏风；6） 检测弓头处风管接头无漏风；7） 全面检测碳滑板特别注意安装座弯角处无漏风，滑板两侧风管接头安装牢固,第11页共16页

风管无扭曲变形，无漏2.4ADD测试1号确认可以升弓后通知3号升起待测试的受电弓。1号待滑板与接触网接触时快速把ADD试验阀打至试验位，并快速离开滑板下方退至安全区。ADD阀打至试验位后受电弓伴随尖锐的排风声，并能快速降弓；1号待受电弓快速降至落弓位后，把ADD阀打回工作位。2.5测量静态平均接触压力弓网接触不良风险：测量时通知质检员进行确认，对运行中出现受流不畅的车组，入库后必须对受电弓进行压力测试。1号向激活司机室的3号确认车组风压在900Kpa以上并己切除不用检测的受电弓后，通知3号升起待检测的受电弓；弓升起后，1号将弹簧秤挂在受电弓的弓头的中间部位；将弹簧秤以约5cm/s的速度匀速下拉，下拉范围在0.5米内，在下拉过程中读出弹簧秤的数值(此值为下降单向压力F下)，2号进行记录；第12页共16页1号将受电弓下拉了0.5米内后，慢慢释放弹簧秤的下拉力，使受电弓以相同速度匀速向上运动，再次读出弹簧秤的数值(此值为上升单向压力F上)，2号进行记录；2号计算出受电弓的静态平均接触压力F平，并进行记录。注意:受电弓的静态平均接触压力为受电弓下降单向压力与上升单向压力两个数值的平均值；下降单向压力不得大于85N,上升单向压力不得小于55N,在同一升弓高度，两个值之差不得超过20N；若受电弓的各项参数不符合要求，则参照步骤8的方法进行调整。2.6测量升、降弓时间弓网接触不良风险：测量时通知质检员进行确认。1号通知3号在激活端司机室依次进行升、降弓操作，1号在车顶使用秒表进行升、降弓时间的测算，2号进行记录。受电弓升弓时间的测量应以受电弓弓体开始动作的时间开始计算，到碳滑板接触到接触网时为结束时间。正常的升弓时间为3.4〜5.4秒。受电弓降弓的时间应以碳滑板离开接触网时开始计算，到弓体平稳落在橡胶减振器上时为结束时间。正常降弓时间不能大于4秒。若受电弓的各项参数不符合要求，则参照如下步骤的方法进行调整。第13页共16页

步骤：调节受电弓各项参数(必要时)首先，确保接触网断电以后，打开受电弓的气路控制箱进行各项参数的调节。由于总风风压对受电弓的升弓速度会造成影响，另为避免动车蓄电池电压过低，所以调节时必须在外接地面400V电源下进行。升弓时间的调整：通过升弓节流阀2的旋帽7进行调整，顺时针拧动调慢升弓时间，反之为调快。降弓时间的调整：通过降弓节流阀4进行调整，调节前先使用鸭嘴钳松开防松螺母，顺时针拧动为调慢降弓时间，反之为调快。调整静态平均接触压力：使用10mm开口扳手松开精密调压阀锁紧螺母；拧动调节手轮来调整压力，顺时针拧动为增大压力，反之为降低；紧固锁紧螺母来固定精密调压阀的调整值，并重新测量静态平均接触压力。如