GB∕T 21561.1-2018 轨道交通 机车车辆受电弓特性和试验 第1部分：干线机车车辆受电弓

ICS29.280GB/T21561.1—2018代替GB/T21561.1—2008轨道交通机车车辆受电弓特性和试验Part1:Pantographsformainlinevehicles国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会GB/T21561.1—2018 1 13术语和定义 24符号和缩略语 5 5 7 88检查计划 9可靠性和故障种类 附录A(规范性附录)检验项目 附录B(资料性附录)订货合同规定的项目 IⅢGB/T21561.1—2018——第1部分：干线机车车辆受电弓；——第2部分：地铁和轻轨车辆受电弓；——第3部分：受电弓与干线机车车辆的接口；本部分为GB/T21561的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本部分代替GB/T21561.1—2008《轨道交通机车车辆受电弓特性和试验第1部分：干线机车——修改了规范性引用文件(见第2章，2008年版的第2章);——增加了符号和缩略语(见第4章);——修改了接触力要求(见5.4,2008年版的4.4、4.5);——修改了滑板的技术要求(见5.6.4,2008年版的4.7.4);——修改了自动降弓装置(ADD)要求和标识要求(见5.8、5.11,2008年版的4.9、第5章);——修改了检验分类(见7.1,2008年版的6.1);——修改了升降弓气候试验，将“补充型式试验”改为“型式检验”,将试验温度“—25℃”和“+40℃”改为“—40℃”和“+70℃”(见7.3.3,2008年版的6.3.3);——修改了落弓位置与最高工作高度之间升降操作试验(见7.4.1.1,2008年版的6.4.4.1);——增加了升降操作次数要求可由供需双方协商确定和检验验收判据(见7.4.1.1,2008年版的 ——修改了升降弓气密性能气候试验，试验温度由“—25℃”和“+40℃”改为“—40℃”和“+70℃”(见7.7,2008年版的6.7);——修改了总平均抬升力(见7.10,2008年版的6.10);——修改了受流试验(见7.11,2008年版的6.11);——增加了最高速度时升降系统的检查(见7.13);GB/T21561.1—2018版的第8章);——删除了电磁兼容(EMC)内容(见2008年版的第10章)。本部分使用重新起草法修改采用IEC60494-1:2013《轨道交通机车车辆受电弓特性和试增加了6.1、6.3,调整了3.4为第4章，4.1为6.2,4.2～4.11为5.1～5.10,第5章为5.11,第6章～第9章为第7章～第10章，附录A的图A.1为7.3.1的图2,后续图编号依次增加；调整了附录B为附录A,附录C为附录B,删除了附录D。●用修改采用国际标准的GB/T●用修改采用国际标准的GB/T●用等同采用国际标准的GB/T3271—2011代替IEC1402代替IEC60850(见5.3);32347.1代替IEC62498-1(见6.2);21563代替IEC61373(见7.4.3.1); VGB/T21561.1—2018章);本部分还做了下列编辑性修改：——修改了订货合同规定的项目(见附录B);——删除了资料性附录D;请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本部分由国家铁路局提出。本部分由全国牵引电气设备与系统标准化技术委员会(SAC/TC278)归口。——GB/T21561.1—2008。GB/T21561.1—2018牵引供电是通过安装在牵引单元或机车车辆上的一个或多个受电弓从一个或多个接触线集取电流受电弓滑板沿着接触线滑动而传送电能。受电弓和接触网系统形成两个相对移动的振动子系统。它们之间受电弓单向滑动并保证持续接触。受电弓和接触网的设计使两个子系统在使用中磨耗达到最小。V1GB/T21561.1—2018轨道交通机车车辆受电弓特性和试验GB/T21561的本部分规定了干线机车车辆受电弓从接触网系统集取电流的通用特性，也规定了GB/T1402轨道交通牵引供电系统电压(GB/T1402—2010,IEC60850:2007,MOD)GB/T19001质量管理体系要求(GB/T19001—2016,ISO9001:2015,IDT)GB/T21413.1轨道交通机车车辆电气设备第1部分：一般使用条件和通用规则(GB/T21413.1—2018,IEC60077-1:2017,MOD)GB/T21413.2铁路应用机车车辆电气设备第2部分：电工器件通用规则(GB/T21413.2—2008,IEC60077-2:1999,IDT)GB/T21562轨道交通可靠性、可用性、可维修性和安全性规范及示例(GB/T21562—IEC62278:2002,IDT)应用指南RAM的应用指南(GB/T21562.3—2015,IEC/TRGB/T21563轨道交通机车车辆设备2010,MOD)GB/T32347.1轨道交通设备环境条件62278-3:2010,MOD)冲击和振动试验(GB/T21563—2018,IEC61373:第1部分：机车车辆设备(GB/T32347.1—2015,IEC62498-1:2010,MOD)GB/T32592轨道交通受流系统受电弓与接触网动态相互作用测量的要求和验证受电弓滑板第3部分：碳滑板TB/T3271—2011轨道交通受流系统受电弓与接触网相互作用准则(IEC62486:2010,MOD)2GB/T21561.1—20183.1.13.1.23.1.3单臂受电弓的结构见图1。3.2.13.2.23.2.33.2.43.2.53.2.63.2.73GB/T21561.1—20183.2.8弓角的最低点到滑板的最高点的垂直距离。3.2.93.2.10滑板长度lengthofcontactstrip沿机车车辆横向所测得用于相互作用的磨损材料总长度。3.2.113.2.123.2.133.2.14受电弓在落弓位置时，从绝缘子顶上的受电弓安装平面到滑板的最高表面或更高的受电弓的其他部件的垂直距离。3.2.153.2.16提供升弓和降弓动力的装置。3.2.17升到机械停止的最大高度。3.2.18受中间的机械止块限制的升高值(绝缘子顶上的受电弓安装平面到滑板顶面之间的垂直距离)。3.2.194GB/T21561.1—20183.3.13.3.2机车车辆静止时的额定电流ratedcurrent,vehicleatstandstill3.3.3机车车辆静止时的最大电流maximumcurrent,vehicleatstandstill3.3.4机车车辆运行时的额定电流ratedcurrent,vehiclerunning5GB/T21561.1—20183.3.5静态接触力staticcontactforce机车车辆处于静止状态时，在受电弓升弓装置作用下，受电弓弓头向上施加在接触线上的平均垂直力。3.3.6标称静态接触力nominalstaticcontactforce3.3.7平均静态接触力meanstaticcont静态接触力实际数值的平均值。注：在工作范围内持续测量静态接触力上升(F,)和下降(F₁)过程。通常任何点的平均静态接触力等。3.3.8总平均抬升力totalmeanupliftforce弓头不与接触线接触时所测得的垂向力。注：该力的大小等于静态接触力与在给定弓头高度考虑速度情况下由空气产生的空气动力之和，其值是按照环境风速为零条件下得到的。3.3.9总接触力totalcontactforce机车车辆运行时弓头和接触线之间的总作用力。3.3.10保持整个受电弓在落弓位置时弓头所受的垂直方向的力。4符号和缩略语下列符号和缩略语适用于本文件。ADD:自动降弓装置(AutomaticDroppingDevice)fo:固有横向频率F₁:受电弓上升接触力F₁:受电弓下降接触力MDBF:平均无故障距离(MeanDistanceBetweenFailures)P:弓头转轴加速度5技术要求受电弓在落弓位置和工作位置时应符合订货合同规定的限界或TB/T3271—2011的要求。6GB/T21561.1—2018牵引系统供电电压应符合GB/T1402的规定。订货合同应规定受电弓工作时与落弓位异常的过电压值和持续时间。定电流的规定值。除供需双方另有协议外，升弓或降弓所测得的静态接触力应在图2所示的范围之内。如订货合同中没有规定，静态接触力、总平均抬升力和总接触力的工作要求应按照TB/T3271—2011的要求。如订货合同中没有特殊规定，可按照TB/T3271—2011中附录A规定的长度。如订货合同中没有特殊规定，可按照TB/T3271—2011中附录A规定的弓头外形轮廓尺寸和5.3.4规定的最大允许偏斜量。滑板特性和技术要求应符合TB/T1842采用碳滑板的受电弓还应满足以下要求：供应商应提供升降系统的安装与说明。3s内降至最小绝缘距离外。落弓保持力可以由用户和制造商协商确定。也可使用落弓位保持装置。7GB/T21561.1—2018根据用户需求受电弓安装自动降弓装置。——ADD反应时间；——ADD工作后受电弓完好。ADD系统的设计应保证在日常使用中滑板可能出现的较小损伤不引起ADD系统动作。ADD不应引起受电弓的额外损害。受电弓的供应商应给出有和无绝缘子情况下受电弓的重量或在每个固定点的最大力。还应给出受订货合同中应规定防腐蚀类型和关于使用要求的规范。受电弓上应至少有下列标识：——制造商的商标；——受电弓的类型；——产品的生产日期。6使用环境受电弓在下列环境条件下应能正常工作：——海拔不超过2500m;——环境温度为一25℃~+40℃;受电弓设备环境条件应符合GB/T32347.1的规定。环境的类别由用户规定。特殊用途和特殊使用条件的受电弓可根据供需双方签订的技术条件或协议执行。8GB/T21561.1—20187检验——型式检验；——出厂检验；——现场试验。应进行的检验项目见附录A。型式检验应在指定设计的单个产品上进行。——连续生产的定型产品每5年时；——转厂生产或停产2年及以上重新生产时。本部分区分了受电弓的基本型式和相同受电弓的派生型式。派生型式可以看作是对基本设计的修出厂检验用于验证产品的特性是否与型式检验中的测量结果相一致。供应商应对每一产品进行出研究试验是为了获得补充信息而在某个单项上进行的特定补充性试验。仅当订货合同明确指定时运行方向。该试验应在订货合同规定使用的轨道和/或接触网系统下进行。现场试验是只在运行环境下才进行的特定和补充的试验。该试验应考虑机车车辆的类型、速度和运行方向。该试验应在订货合同规定使用的轨道和/或接触网系统下进行。受电弓的组装应完整。检验验收判据：受电弓包含的所有电气的和机械的部件应没有任何物理缺陷并已进行了表面处理9GB/T21561.1—2018(见5.10),紧固件应做防松标记。检验验收判据：受电弓的重量应满足5.9的规定重量。按照图样规定的受电弓尺寸(包括允差),应采用适当的测量装置来检验。——弓头长度；——弓头高度；——滑板长度；——安装孔之间的距离。ADD试验应在受电弓的如下两个升弓高度上进行：——最高工作高度；——落弓位置以上工作范围的20%处。当受电弓升到考核高度时，ADD因模拟故障而起动。模拟故障使用与实际运行相同的物理信号。应测量从信号产生至降到考核高度下20cm处的反应时间。GB/T21561.1—2018受电弓标称静态接触力的值应符合TB/T3271—2011规定的要求。检验验收判据：所测接触力应符合图2的要求(在灰色区域范围内)。受电弓应连接到整个升降系统中，试验应在常温和额定气压或额定电压(如果是电气操作系统)下b)受电弓开始上升时刻算起，从落弓高度升至最高工作高度的上升时间不超过10s;d)降弓动作应无引起损坏的冲击；e)受电弓从最高工作高度降到落弓位，从开始时刻到降下时间不超过10s。在7.3.2中描述的试验应在订货合同规定的极限温度和湿度下进行。如无规定，试验应在温度—40℃和+70℃、环境湿度条件下进行。装有最大设计重量弓头的受电弓，应进行10000次从落弓位置到最高工作高度的升降循环操作。GB/T21561.1—2018对最初的500次和最后的500次操作，升降系统的能源供应(空气或电)为GB/T21413.1和检验验收判据：b)受电弓没有异常磨损且应满足7.3.1和7.3.2的要求；c)升降系统没有变形或断裂。装有与7.4.1.1相同弓头的受电弓，应在工作范围内以0.1m/s的速度进行75000次升降循环操作检验验收判据：b)没有异常磨损且受电弓应满足7.3.1和7.3.2的要求；c)升降系统没有变形或断裂。弓头悬挂应在所设计的整个工作行程范围承受1.2×10⁶次连续工作循环，试验的最小频率应不小检验验收判据：a)没有异常的磨损且受电弓应满足7.3.1和7.3.2的要求；b)没有变形或断裂。受电弓和任何附加部件(电的和/或气动的)应能承受GB/T21563规定的冲击和振动要求。受电弓高度升到最高工作高度的75%,受电弓试验量级的安装类别应按用户和供应商协议的要求b)受电弓仍满足7.3.1和7.3.2的要求；c)受电弓没有变形或断裂破坏。受电弓升至最高工作位置的75%处，在弓头转轴处施加300N的横向力，使之偏离原来所处的位装有最大设计重量弓头的受电弓，带绝缘子安装在产生正弦振动的振动台上，横向调节振幅和频率。试验时，振动台的振动频率比受电弓横向摆动的固有频率低10%。当升弓高度为最高工作位置的75%时，调整振动台振动的振幅，使弓头转轴处产生7m/s²的加速度(IP)。GB/T21561.1—2018该值由式(1)得出。I=0.7×g×f3/(f²-1) (1)fo——横向摆动的固有频率，单位为赫兹(Hz),fo>3Hz。振动进行10⁷次循环。b)受电弓仍满足7.3.1和7.3.2的要求；c)受电弓没有变形或断裂破坏。振动的系统下。该系统刚度应不小于弓头悬挂总刚度的10倍。由受电弓系统施加接触力，受电弓升弓高度应与用户协商一致。正弦振动的振幅应由供应商与用户协商或者接近接触力脱离值。7.5耐冲击试验除制造商与用户另外达成协议外应完成如下试验：受电弓以标称接触力升高到最高工作高度的75%,并在弓头转轴与底架之间用绳子系住。纵向施加300N的力于弓头转轴上后突然断开，见图3。本试验应沿前后两纵向各做3次。十滑轮绳绳力=标称静态接触力GB/T21561.1—2018受电弓应升至最高工作位置，在支撑弓头的框架上的每侧水平方向持续施加300N的力。检验验收判据：a)每侧位移均不应超过30mm;下面试验是适用于气动类型的升降系统。气路系统充以订货合同规定的气压。试验应在订货合同所规定的最高温度和最低温度下进行。如无特殊规定，低温试验应在-40℃进行，高温试验应在+70℃下进行。7.8弓头自由度的测量弓头自由度应由供应商与用户协商确定。在工作范围内测量行程和转角。7.9落弓保持力的测量总平均抬升力为每块滑板上所测值的总和。总平均抬升力试验应在不受气候条件干扰的情况下(如风洞环境)模拟机车车辆运行工况下进行候条件下进行试验。弓头的高度应是有代表性的标称高度和运行线路的最小高度。如果线路没有可用GB/T21561.1—2018统之间的动态相互作用性能。测量系统可按照GB/T32592。检验验收判据：受电弓与接触网动态相互作用性能应符合TB/T3271—2011限定值或者满足定货受电弓应连接到电路中，此电路供给受电弓等于机车车辆静止时的额定电流30min,然后立即供给等于机车车辆静止时的最大电流30s。试验时接触线与滑板的要求如下：——如使用新接触线，其摩擦表面应经过磨合后再使用，或使用摩擦表面的磨损已达到1/2寿命的——滑板与接触线之间的力为标称静态接触力。a)受电弓的任何部位(包括滑板在内)都不应有变形和过热痕迹；c)滑板和接触线的温度不应超过订货合同规定的温度。受电弓结构能够传送机车车辆运行时的额定电流而不受损害。无滑板的受电弓应连接到电路中，此电路先供给受电弓的电流为机车车辆运行时50%的额定电流1h,接着立即供给等于机车车辆运行时额定电流5min。应将连接滑板和弓头/框架的所有导流线相连。应记录温升严重区域随时间变化的温度和电流。检验验收判据：a)受电弓的任何部位上无变形或者过热痕迹；c)受电弓上各温升严重区域指定测点处的温度不应超过订货合同规定值。受电弓能传送机车车辆运行时的额定电流而不受损害。GB/T21561.1—2018受电弓在最高速度时降弓。测量从命令发出到滑板从接触线降到最小绝缘距离时的时间。试验在运行的两个方向下进行。最小绝缘距离为300mm或可按照定货合同。8检查计划检查计划应按照GB/T19001的要求。9可靠性和故障种类可靠性应符合GB/T21562、GB/T21562.2、GB/T21562.3的要求或者由供需双方协商确定。9.2故障种类应由用户按照GB/T21562、GB/T21562.2、GB/T2