GB∕T 21561.2-2018 轨道交通 机车车辆受电弓特性和试验 第2部分：地铁和轻轨车辆受电弓

ICS29.280GB/T21561.2—2018代替GB/T21561.2—2008轨道交通机车车辆受电弓特性和试验第2部分：地铁和轻轨车辆受电弓(IEC60494-2:2013,Railwayapplications—Rollingstock—Pantographs—Characteristicsandtests—Part2:Pantographsformetrosandlightrailvehicles,MOD)国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会GB/T21561.2—2018 1 13术语和定义 24符号和缩略语 5 56使用环境 7 88检查计划 9可靠性和故障种类 附录A(资料性附录)本部分与IEC60494-2:2013相比的结构变化情况 附录B(规范性附录)检验项目 附录C(资料性附录)订货合同规定的项目 IⅢGB/T21561.2—2018本部分为GB/T21561的第2部分。本部分代替GB/T21561.2—2008《轨道交通机车车辆受电弓特性和试验第2部分：地铁和轻——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);——修改了弓头技术要求(见5.6,2008年版的4.6);——增加了使用环境(见第6章);——修改了检验分类(见7.1,2008年版的6.1);2008年版的6.3);——修改了升降弓气密性能气候试验，试验温度由“+4——修改了受流试验(见7.10.2,2008年版的6GB/T21561.2—2018 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IEC60494-2:2013《轨道交通机车车辆受电弓特性和试本部分与IEC60494-2:2013相比，在结构上有较多调整，附录A列出了本部分与IEC60494-2:2013章条编号变化对照一览表。本部分与IEC60494-2:2013相比存在技术性差异，这些差异涉及的条款已通过在其外侧页边空白GB/T32592,删除了EN50317●用修改采用国际标准的TB/T7.10.2);●用修改采用国际标准的GB/T●用等同采用国际标准的GB/T●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/T●用修改采用国际标准的GB/T●用修改采用国际标准的GB/T●用修改采用国际标准的GB/T3271—2011代替IEC1402代替IEC60850(见5.3);4208—2017代替IEC60529:1989(见5.7.2);21563代替IEC61373(见7.4.3.1); “+40℃”改为“十70℃”,适合我国国情(见7.3.3); VGB/T21561.2—2018——修改了升降弓气密性能气候试验，试验温度由“+40℃”改为“+70℃”,以符合我国国情(见9章);结构设计寿命”,内容更加明确(见第10章);——修改了标准名称；——删除了注(见7.4.1);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。车青岛四方机车车辆股份有限公司。本部分所代替标准的历次版本发布情况为：——GB/T21561.2—2008。GB/T21561.2—2018牵引供电是通过安装在牵引单元或地铁和轻轨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而实现的。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/T21561.2—2018轨道交通机车车辆受电弓特性和试验第2部分：地铁和轻轨车辆受电弓GB/T21561的本部分规定了地铁和轻轨车辆受电弓从接触网系统集取电流的通用特性，也规定GB/T1402轨道交通牵引供电系统电压(GB/T1402—2010,IEC60850:2007,MOD)GB/T4208—2017外壳防护等级(IP代码)(IEC60529:2013,IDT)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—2008,IEC62278:2002,IDT)GB/T21562.2轨道交通可靠性、可用性、可维护性和安全性规范及示例第2部分：安全性的应用指南RAM的应用指南(GB/T21562.3—2015,IEC/TR62278-3:2010,MOD)GB/T21563轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验(GB/T21563—2018,IEC61373:2010,MOD)GB/T32347.1轨道交通设备环境条件第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2部分：碳基复合材料滑板受电弓滑板第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/T21561.2—20183.1.13.1.23.1.33.2.13.2.23.2.33.2.43.2.53.2.63.2.73.2.83GB/T21561.2—20183.2.9弓头转轴collectorheadpivot3.2.10滑板长度lengthofcontactstrip沿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。3.2.153.2.163.2.17升到机械停止的最大高度。3.2.18升弓范围extensionrangeE最高工作高度与落弓高度之差(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/T21561.2—2018⑥⑩8⑤说明：①——框架；③——弓头；④——滑板；⑦——弓头最大宽度；⑧——弓头高度；⑩——滑板长度；⑪——最低工作高度；⑫——最高工作高度；——落弓高度。注：本图仅是受电弓的一个例子，并不排除其他类型受电弓(例如菱形)。3.3.1受电弓设计的工作电压。3.3.2地铁和轻轨车辆静止时的额定电流ratedcurrent,metrosandlightrailvehiclesatstandstill3.3.3地铁和轻轨车辆静止时的最大电流maximumcurrent,metrosandlightrailvehiclesatstand3.3.45GB/T21561.2—20183.3.5静态接触力staticcontactforce地铁和轻轨车辆处于静止状态时，在受电弓升弓装置作用下，弓头向上施加在接触网系统的平均垂直力。3.3.6标称静态接触力nominalstaticcontactforce静态接触力的规定值。3.3.7平均静态接触力meanstaticcontactforce静态接触力实际数值的平均值。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)E:升弓范围fo:横向固有频率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，或者按照TB/T3271—2011的要求。5.2受电弓升降轨迹根据订货合同中规定的滑板长度、最低工作高度、最高工作高度、工作范围的相关值测量升降轨迹。当订货合同中缺少说明时，受电弓升弓或降弓，弓头轨迹在工作范围的上端相对垂线的侧向偏差应符合表1的要求。升弓范围Em相对垂线的最大偏差6GB/T21561.2—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要求的电压值和持续时间。订货合同中应给出地铁和轻轨车辆静止时的额定电流、地铁和轻轨车辆静止时的最大电流、地铁和轻轨车辆运行时的额定电流的规定值。5.4接触力要求静态接触允差：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，接触力应按照TB/T3271—2011的要求。5.5横向刚度在最高工作高度时，当横向力施加于支承弓头的框架部件时，其侧向位移不应超过7.6中所规定的5.6弓头如在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。应根据悬挂类型、滑板数目和接触网的特性决定。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最大允许倾斜。滑板特性和技术要求应符合TB/T1842.1、TB/T1842.2、TB/T1842.3的规定。滑板的磨损条宜使用碳基材料。5.7升降系统在正常工作条件下，升降系统的设计应确保牵引单元从静止到最大速度，受电弓的任何离线不应造成接触线或滑板的永久损坏。升降系统的设计准许提供一个在能量不足时进行操作的附加手动装置。环境条件应符合GB/T32347.1的要求，电动机应满足GB/T21413.1和GB/T21413.2的要求。如订货合同没有特殊规定，电动机和电气部件应按照GB/T4208—2017中IP55的要求进行防护。根据用户需求受电弓安装自动降弓装置。7GB/T21561.2—2018——ADD反应时间；——ADD失效导向安全状态；——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，还应提供每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：——供应商的商标；——受电弓的序列号；——受电弓的类型；受电弓在下列环境条件下应能正常工作：a)海拔不超过2500m;b)环境温度为—25℃~+40℃;c)月平均最大相对湿度为95%;受电弓设备环境条件由GB/T32347.1规定。环境的类别由用户规定。特殊用途和特殊使用条件受电弓可根据供需双方签订的技术条件或协议执行。8GB/T21561.2—20187检验——型式检验； 附录B列出应进行的检验项目。型式检验应在指定设计的单个产品上进行。——新产品试制完成时；——出厂检验结果与上次型式检验结果发生不允许的偏差时；——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改，若通过计算或者至少2年的现场运行经验，证实受电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在某个单项上进行的特定补充试验，仅当订货合同明确指定时才进行该试验。7.3.4研究试验的结果不作为产品验收的依据。现场试验是只有在运行环境下才能进行的特定和补充的试验。该试验应考虑地铁和轻轨车辆的类7.2一般试验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(见5.10),紧固件应做防松标记。9GB/T21561.2—2018受电弓的组装应完整。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。 ——弓头外形；——滑板长度；——安装孔之间的距离。7.2.5ADD的功能检测(型式检验)检验应在受电弓的以下两个升弓高度上进行：——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。降之间直接测量静态接触力。测量装置包括载荷测量、信号处理和数据记录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)。GB/T21561.2—2018工作范围/%工作范围/%00图2静态接触力允差(灰色区域)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)下检验验收判据如下：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；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—25℃和十70℃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。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GB/T21413.2规定的最小GB/T21561.2—2018b)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。行75000次升降循环操作(如装有阻尼器，则应将其分开)。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。若用户指定做弓头悬挂试验，弓头悬挂在设计的工作范围内承受1.2×10⁶次连续工作循环，试验检验验收判据：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进行试验。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。7.4.3.2受电弓固有横向频率的测量(f₀)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%。受电弓高度升到最高工作高度的75%,调整振动台的振幅，使弓头转轴处产生7m/s²的加速度(P)或与用户的要求一致。振动进行10⁷次循环。GB/T21561.2—2018b)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。纵向施本试验应沿前后两纵向各做3次。十绳绳力=标称静态接触力离合器受电弓应升至最高工作位置，在支承弓头的框架表2横向刚度升弓高度Em偏离中心线的最大位移a)每侧位移均不应超过表2的值；GB/T21561.2—2018下面试验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。若无特殊规定，低温试验应在-25℃进弓头自由度应由供应商与用户协商决定。在工作范围内测量行程和转角。受电弓连接到电路中，此电路供给受电弓等于地铁和轻轨车辆静止时的额定电流30min,然后立即按订货合同规定的时间供给等于车辆静止时的最大电流。试验时接触线与滑板的要求如下：——如使用新接触线，其磨擦表面应经过磨合后再使用，或使用磨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。检验验收判据：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地铁和轻轨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地铁和轻轨车辆运行时50%的额定电流1h,接着立即供给等于地铁和轻轨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。GB/T21561.2—2018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。统之间的动态相互作用性能。测量系统可按照GB/T32592执行。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。受电弓典型的故障种类如下：应由用户按照GB/T21562、GB/T21562.2、GB/T21562.3的要求来监控。GB/T21561.2—2018升降系统的设计寿命应是1.5×10⁶km或30年，以先达到者为准。结构或升降系统包括有较低设计寿命的易损件。如果订货合同中没有规定，这些易损件的设计寿命最小应是0.25×10⁶km或5年，以先达到者为准。设计寿命和可维修性能应通过计算或至少5年的现场运行经验证实。订货合同规定的项目参见附录C。GB/T21561.2—2018