【《CRH2动车组受电弓典型故障分析》6700字（论文）】

第页共12页CRH2动车组受电弓典型故障分析摘要：我国的动车组因其安全和高速运行的特点而闻名于国内外。在列车运行过程中，受电弓作为列车从接触网获得电能的装置，其重要性自然是不言而喻的。本文首先对CRH2动车组的基本情况和受电弓进行了介绍。在介绍基本情况的基础上，明确本文的研究内容为CRH2型动车组受电弓，决定在了解了基本结构工作及原理的基础上对受电弓典型故障进行分析。CRH2型动车组使用的是DSA250型受电弓。本文的第二章介绍受电弓的基本结构、工作原理及运行特性。深入了解了受电弓的主要组成部件及其作用，明确了受电弓升降弓时内在的电路和气路部件是如何通过相互协作来达成升弓或降弓的目标。了解受电弓在运行时的主要特性为先快后慢。在深入了解了第二章内容的基础上，开始对受电弓的典型故障进行分析。本文第三章主要讲了三种受电弓的常见故障，在结合了受电弓的工作原理以及基本结构的基础上对这三类常见故障进行分析，从受电弓的电气原理和气路原理上出发，探究可能导致受电弓升降弓故障的原因。从碳滑板自身的结构及工作环境出发，探究可能导致碳滑板发生故障的原因。从压力开关的工作原理入手，由此推断可能导致压力开关发生故障的原因。在深入探究了第三章各类常见故障的基础上，在第四章提出了对受电弓检修的一些建议。首先是对受电弓表面进行清洗，然后对重要部件进行检查和确认，之后再对弓体本身进行检修，确认连接线以及各个部件没有损坏变形，确认安装没有松动。最后进行受电弓升降弓实验检修，确认受电弓升降弓时的静态接触压力是否适当以及升降弓时间是否在适当范围内。最后由第五章对本文的具体工作、步骤、方法进行总结，得出结论。认识到受电弓的典型故障可以在事前通过检修进行排除，检修过程对受电弓及列车运行具有重要价值，可以有效减少列车运行过程中的故障。关键词：故障分析受电弓检修升降弓目次1.绪论 41.1研究背景 41.2研究内容 42.CRH2受电弓概况 42.1受电弓基本结构 42.2受电弓工作原理 52.3受电弓运行特性 63.CRH2受电弓的典型故障 63.1受电弓升降弓不正常 73.1.1受电弓无法升弓 73.1.2受电弓自动降下 73.1.3受电弓自动升起 83.2受电弓碳滑板故障 83.3压力开关故障 94.受电弓的检修 94.1受电弓清洗 94.2碳滑板检修 94.3阀板检修 94.4弓体检修 94.5受电弓试验检修 104.5.1调整受电弓的静态接触压力 104.5.2调整受电弓升降弓时间 105.结束语 12参考文献 141.绪论1.1研究背景CRH2型动车组是于2004年引入国内的，由日本川崎公司和中国南车集团四方机车车辆股份有限公司共同生生产，原型车是日本新干线e2-1000。基本车型有A、B、C、E、G。A为8车厢的普通组，B为16车厢的大编组，C为高速组，E为卧铺组,G为耐寒型动车组。CRH2C型动车组是我国第一个高速动车组。在高速行驶过程中，受电弓作为重要的电力连接部件，负责从接触网上获取电能，并向列车提供电能。动车组用受电弓接收的是单向交流25千伏的高压电。为了在高速运行的状态下减小空气阻力和降低噪音，我国的高速动车组采用单弓受流的方式，也就是说在动车组运用过程中仅升起一架受电弓，为了安全和冗余的需要，车上还另外设置了备用的受电弓。受电弓在使用过程中通过滑板与接触网相接触受流，考虑到受电弓碳滑板会磨损产生粉末进一步影响到车顶上电气设备的绝缘性，从而使得设备损坏影响行车安全，所以一般升弓的时候选择升的是后弓。动车组在运行的过程中所需要的总牵引功率比普通列车大的多，为了保证列车正常运行，对受电弓有技术要求。受电弓和接触网可靠接触依赖于两者之间是否有适当的接触力，接触力的大小设定有标准，过大的话，容易使得滑板的磨损加剧，太小又容易使得接触网和受电弓之间发生离线影响行车的安全。所以在实际使用中，为了保证两者可靠接触，应调整接触力保证其适中。受电弓的上升和下降是由上臂下臂之间的铰链系统来实现的。为了保证升降弓过程的可调整性，上下臂的设计材料在重量上尽量轻，一般都采用铝合金结构。受电弓和接触网之间通过滑板接触。在我国广泛采用的是碳滑板。保证导电性和耐磨性。受电弓在运行可能发生故障，为了避免故障进一步扩大损伤接触网，在设计中增加了自动降弓的功能1.2研究内容本文以CRH2型动车组的受电弓为主要研究对象，深入研究受电弓的典型故障。在研究受电弓的基本结构和工作原理的基础上，分析受电弓的典型故障，分析出故障原因，提出受电弓日常检查和维护的建议。2.CRH2受电弓概况2.1受电弓基本结构图1受电弓结构图2弓头局部CRH2型动车组主要使用DSA250型受电弓，其主要部件材料为铝合金。基本构成部分有上臂、下臂、弓头、弓角、碳滑板、气囊、阻尼器、上下导杆和底架等。为了提高安全性，在受电弓与车顶之间用绝缘子隔离，防止车内电器损坏，影响行车安全。受电弓的主体结构安装在底架上，底架的侧面有阻尼器，中间位置有气囊。阻尼器和气囊是为受电弓的升降弓做准备的。在升弓过程中，从气囊中产生推力，再通过铰链结构将力传递到上下臂进行升弓。在降弓过程中阻尼器提供过程中的阻力，使得受电弓缓缓下降。向上是可活动的部件，如上臂下臂上导杆下导杆。上臂下臂是升降弓过程的主要执行机构，上导杆和下导杆可以保证受电弓的升降弓过程准确可控，最后一部分是碳滑板和弓头弓角，碳滑板是受电弓进行滑动取流的主要部件，弓头弓角主要是用于保护碳滑板。

2.2受电弓工作原理图3受电弓降弓电路图4受电弓升弓电路受电弓的工作原理可以分成电气原理和气动原理。受电弓电气原理又可以分成升弓电路，保持电路，降弓电路和远程控制部分。受电弓要升降弓，首先要取得主控制权，即驾驶员所在驾驶室的主控制继电器MCR要得电，同时通过联锁控制让另一端驾驶室的主控制辅助继电器MCRR的触点动作，使该驾驶室的主控制继电器MCR失电断开。受电弓升弓需要驾驶员在驾驶室按下相应按钮，使得106线得电，受电弓升弓继电器PanUR和受电弓升弓电磁阀PanUV得电，受电弓升弓。受电弓的升弓按钮会自动返回，所以必须设置相应的保持电路维持升弓状态。在电路上让保持回路直接从蓄电池获得电，将受电弓升弓继电器PanUR保持在先前的状态，使升弓电磁阀持续得电。受电弓降弓需要在驾驶室按下受电弓降弓按钮使107线得电，让受电弓降弓继电器PanDWR得电动作，从而使受电弓升弓电磁阀PanUV失电，受电弓随之降下。受电弓的远程控制是利用光纤将驾驶员的指令发送给各车的终端设备，通过终端装置控制对应的继电器，实现远程升降弓。1.空气过滤器2.单项节流阀（升弓）G1/43.精密调压阀Rc1/2调压范围为0.01-0.08MPa4.压力表R1/8,0-MPa5.单向节流阀（降弓）G1/46.安全阀12.升弓装置14.电空阀15.绝缘管16.气囊驱动式受电弓阀板图5气动原理17.车顶界面受电弓升弓电磁阀PanUV得电，压缩空气通过升弓管路进入气囊，再通过气囊的膨胀和收缩使受电弓动作。在升弓过程中压缩空气从空压机进入电磁阀再到空气过滤器、升弓节流阀、精密调压阀再到气压表，降弓节流阀和安全阀，最后到达气囊进行升弓动作。降弓过程是让升弓电磁阀PanUV失电，压缩空气从节流阀排出，气囊收缩，受电弓缓慢降下。为了保证行车安全，在设计碳滑板时将其内部设计成空心结构，压缩空气可以由此进入碳滑板。若碳滑板破损，空气泄漏压力下降，达到一定差值时自动降弓装置ADD发生作用，此时气囊中的气体会从快速降弓阀中排出，使得受电弓下降。在压力下降的同时，压力开关被打开，向车载计算机发送相关信号。2.3受电弓运行特性受电弓是列车获的电能的受流装置，运行中有几点特性。受电弓通过滑动接触来获得电能，因此在运行时受电弓需要保持平稳动态稳定，对于碳滑板来说则需要其可靠且磨耗小。在列车运行过程中，受电弓弹跳会使弓网间产生拉弧造成弓网损坏，因此受电弓升弓时其动作需先快后慢，也就是说升弓时滑板离开底架的速度快而接近接触网时速度要慢。降弓过程中同样需如此，滑板脱离接触网速度要快以防产生拉弧而贴近底架时的速度要慢，避免机械冲击。3.CRH2受电弓的典型故障根据受电弓的结构和工作原理以及实际应用中的总结。受电弓的故障主要为电路故障和气路故障。气路故障主要发生在运行中的动车组上，电路故障主要是在入库检修时被发现。受电弓的故障包括受电弓升降弓不正常，受电弓碳滑板故障，压力开关故障等。3.1受电弓升降弓不正常3.1.1受电弓无法升弓1-空气过滤器11-气囊2-升弓节流阀12-滑板3-调压阀4-压力表5-降弓节流阀6-排气阀7-绝缘软管8-压力开关9-快速降弓阀10-切断阀图6受电弓升降原理图受电弓的升弓由电路和气路控制，因此受电弓不能正常升弓的原因主要是：1.气路的连接管破损（上图中的7绝缘软管破损）存在该问题会导致漏气，漏气导致压缩空气无法驱动气囊进行升弓。2.受电弓的控制阀板发生故障，驱动受电弓的压缩空气由阀板上的阀门控制（上图中的1、2、3、5阀件），但如果阀件本身有故障，那么受电弓也不能正常上升。3.受电弓的控制电路发生故障，受电弓的升降弓指令通过电路传输，若电路连接被切断或接触不良导致微机控制系统的指令无法传达给电空阀，电空阀无法正常打开，压缩空气也无法进入气囊，自然无法升弓。3.1.2受电弓自动降下1-绝缘软管2-压力开关3-快速降弓阀4-ADD实验阀ADD关闭阀5-升弓装置6-碳滑板7-电控阀8-车顶界限图7ADD自动降弓装置受电弓自动下降的原因主要是：1.压缩空气压力不足导致触发ADD降弓。例如：受电弓的碳滑板被异物击打，损坏后压缩空气泄漏，触发压力开关，ADD降弓装置起作用，受电弓降下。此外，如果受电弓的各连接气管（上图中的1）在运行中受到异物冲击，漏气造成的接触压力过低会导致受电弓降下。2.降弓指令线107线受到干扰产生干扰电压（图4），当干扰电压的幅值达到降弓继电器PanDR动作电压时，继电器动作受电弓降下。3.1.3受电弓自动升起在实际运用中，还发生了受电弓自动上升的故障。其原因主要是：1.处理电气故障时，错误地连接了电路。例如，106线接上了直流带电线路，103线和102线。2.在检修维护过程中，受电弓升弓继电器PanUR的主要触头误连接，升弓线路联通受电弓自动升起。3.2受电弓碳滑板故障碳滑板的材料是硬碳，受电弓主要部件之一碳滑板是通过与接触网直接接触获得电能。因为直接与接触网接触，所以在实际使用过程中很容易出现磨耗过限，一旦碳滑板磨耗过限，其内部空气腔中的压缩空气就会泄露，ADD自动降弓，受电弓快速下降。碳滑板磨耗过限的原因主要是静态接触压力的大小不合适，合适的静态接触理压力可以使受电弓稳定的受流，并且可以保证其使用寿命的延长。压力值太大的话，弓网之间的摩擦就会加剧。压力值过小的话，弓网容易在起伏大的区域脱离，严重的情况下会发生刮网的事故。另外，在列车高速运行期间，如果碳滑板受到异物击打，碳滑板表面会出现破损和裂纹，严重情况下，可能会造成碳滑板漏风甚至是断裂。3.3压力开关故障压力开关是控制受电弓升弓并显示升弓信息的主要控制原件（图5的8号原件），其工作原理是先比较压力值的大小，然后将电信号发送给电空阀，然后通过电空阀的通断控制来操纵气路。因此若压力开关损坏或调整不当，容易造成无法升弓或升弓后无显示信息的情况。4.受电弓的检修4.1受电弓清洗受电弓的清洗主要分为弓体表面清洗，连接线管路清洗和绝缘子清洗。在检查检修受电弓之前，应使用专用洗涤剂清洗弓体的各部件的表面，然后再冲洗掉残留的清洗剂并擦干。不能在洗涤过程中发生刮蹭或用力摩擦橡胶表面。清洁各类连接线及管路时需要用棉纱混合中性清洗剂清洗，然后用干棉纱擦干，清洁后不应有油污，以免灰尘吸附。绝缘子清洗是先将表面的灰尘清理掉再用湿的白布纱清洁。如果污垢较顽固的话，可以用稀释的洗涤剂去除。然后用干净的白布将残留擦拭掉，绝缘子表面不可残留油污以免造成灰尘吸附，降低绝缘子的绝缘性能。4.2碳滑板检修受电弓的碳滑板作为易磨损的部件，是日常检修中不可避免的内容。在检修碳化板的时，主要用目测和尺测（钢尺）的方法进行检修。主要检修内容有几个：1.测量碳滑板的炭条，剩余高度小于5mm的进行更换。2.确认碳滑条表面是否有压缩空气泄漏，确认各种裂痕是否影响正常使用。贯穿裂纹和沿宽度方向超过1/3长度的裂纹需要更换。3.碳滑板各处接头或接头间漏气的话，则需要处理漏气部位。4.3阀板检修首先确认阀板各部件的安装是否牢固，通过压力表确认压缩空气的气压是否正常是否接通。将受电弓从工作位置降到落弓位，确认压缩空气是否从减压阀中排出。

从视觉和听觉的角度检查阀板气密性，在此过程中如果漏气的话就应更换阀板。4.4弓体检修1.底架组成10碳滑板2.阻尼器11.绝缘子3.升弓装置4.下臂组成5.弓装配6.下导杆7.上臂组成8.上导杆9.弓头图8受电弓弓体首先对待检修的受电弓整体进行目测检查，确认是否有绝缘子（上图11）破损、各连接线破损、滑动轴承损坏、部件变形的情况。之后确认绝缘子和车体安装座之间的螺栓以及受电弓和绝缘子之间的螺栓是否松动，检查各部分之间的连接线是否紧固，如果有松动重新进行紧固。检查各处有防松标记的地方，修复其中有偏离的，在防松标记不明显的地方重新喷涂上防松标记。确认阻尼器表面是否有损伤，在升降弓过程中确认阻尼器的动作是否灵活，确认其表面是否有漏油，填补脱漆的部位。检查气囊，确保气囊表面无裂纹损伤。检查凸轮和钢丝绳，钢丝绳应无断股，张紧程度应适当，凸轮凹槽中油脂充足。4.5受电弓试验检修4.5.1调整受电弓的静态接触压力在受电弓检查修理过程中，一部分零件被更换了，压力大小发生了变化。因此检修受电弓时需要调整静态接触压力。先将受电弓升起，再把弹簧秤与受电弓上交叉管相连接，通过调节减压阀上的螺母来调节压缩空气的压力大小，顺时针旋转螺母，气压会减小，接触压力也随之减小，逆时针调节螺母则相反。调整精密调压阀，使受电弓缓慢上升。在其高于车顶1.6m时，使用弹簧秤来阻止受电弓的上升，同时读取弹簧称的显示数。当显示数约为70N时，受电弓的静态接触压力调整完毕。降弓过程中，同样使用弹簧秤测量压力大小，降弓时要求力的大小不超过85N。完成精密调压阀的调整后，拧紧调压阀手轮的防松螺母。4.5.2调整受电弓升降弓时间调整完静态接触压力后，开始调整受电弓的升降弓时间。升弓用时是指受电弓从落弓位升到工作位置所需时间（碳滑板接触到接触网），降弓时间则是从社工位处降至落弓位所用时。升弓时间应小于等于5.4秒，降弓时间应小于等于4秒。升弓时要求受电弓先快后慢，防止受电弓快速升高破坏接触网和碳滑板。降弓时也要求受电弓先快后慢，防止出现冲击破坏底架及安装在底架上的部件（如阻尼器、气囊等）。若时间达不到要求时则进行调整，调整有前提条件（静态接触压力和气囊压力正常）反复进行受电弓上升和下降操作，调整升降弓节流阀。升弓时不允许出现回跳现象，降弓时允许一定的弹跳和缓冲，上交叉管最终应落于两个橡胶减振器上。5.结束语我国的高速铁路事业和动车组发展建设，在国际上已属一流水准，但在动车组的运行过程中，设备故障和线路事故时有发生。这也使得动车组检修人员肩负的责任越来越重，本文是在确定了研究对象为CRH2动车组受电弓的基础上进行研究的。具体工作如下：先是从知网上收集相关论文和材料，再对相关材料进行甄别和整合，选出一些可以作为参考的论文和材料。对论文的基本框架结构进行一个搭建，确定本文共分五章，并确定在相应章节中研讨什么内容。比如：在绪论中介绍，相关动车组及受电弓的基本情况，确定研究内容为CRH2型动车组受电弓在第二章介绍该受电弓的基本结构和工作原理，并在其中整合加入从知网中获取的相关材料，在学习研究的基础上，对该受电弓的运行有了更深入的了解在第三章介绍典