城市轨道交通车辆-4.1 受流装置认知

知识点1受电弓的结构与工作原理目

录知识点2受电弓的调试与维护知识点1受流装置类型知识点2集电靴的结构与工作原理受流装置认知轨道列车是通过接触网或导电轨取电来进行牵引运行的，那么是什么装置在进行取电工作呢？受流装置类型知识点1受流装置类型一.受流装置是列车将外部电源引入

车辆电源系统的重要设备。根据线路供电方式的不同,列车受流装置可分为集电靴及受电弓两种方式。集电靴装置应用于第三轨方式供电的线路,而受电弓装置主要应用于以接触网方式供电的线路。由于接触网方式可以实现长距离供电,受线路变化的影响较小,并且能适应列车高速行驶的需要。因此,较多的地铁线路采用接触网的受电弓受流方式。受电弓和集电靴两种；图4-1受电弓图4-2集电靴比较点DC1500V受电弓DC1500V集电靴DC750V集电靴可靠性可靠性好可靠性一般可靠性一般可维护性好随着运营时间的增长

,易受污染

,维护工作量和事故率有不同程度增加断电区无断电区有断电区

安全性

安全性好安全性差

、车站

、车场

、隧道内检修不便

,第三轨

易受杂物影响

,绝缘子积垢受潮

,地面或高架区段在

雨雾等恶劣天气情况出现故障的可能性较大

磨耗量和污染一列车

一

般只有

两

个受电弓同

时

工

作

,磨

耗

量小

,污染小一列车一般有

8个以上集电靴同时工作,磨耗量大

,产生较多金属粉尘

,污染大

(6节编组时)牵引变电所间距/km间距较大

,一般为3~4间距较大

,一般为3~4间距较小

,一般为

2牵引网的能耗低比

1500V受电弓高约5%杂散电流影响牵引负荷电流小

,杂散电流影响小牵引负荷电流大

,杂散电流影响大速度等级/(km·h-1)≤135≤100≤100景观有影响无影响

应用情况应用范围广,上海、广州、重庆等

多个城市中应用

仅少数几个城市应用

,如广州

5号线

应用线路比较多

,北京、上海

、武汉等地区有应用受流装置类型一.车体宽度尺寸及适用范围集电靴的结构与工作原理知识点2

集电靴又称第三轨受流器，是指安装在列车转向架上,为列车从刚性供电轨进行动态取流(采集电流),满足列车电力需求的一套动态受流设备。一、集电靴的结构受流装置类型图4-3集电靴结构图

1—第三轨;2—滑块;3—受流臂;4—电缆;5—绝缘底座;6—位移调节板;7—熔断器;8—弹簧与轴承;9—手动回退工具插入位置二、集电靴的特点受流装置类型(1)集电靴机械部分安装在一个绝缘支架上,该支架上设计有带锯齿状的位移调节板,每个最小调节量是4mm,总调节量为40mm。以配合对车轮运行后磨损旋修后的补偿。(2)集电靴有一套由2个弹簧和2个弹性铰键轴承组成的机构,用于保证滑块磨损后,其与第三轨的压力不受影响,仍然保持恒定压力。(3)弱连接结构受流臂采用了当滑块在运行轨道上受到意外障碍时,为了保护整个受流器和与之安装的转向架,首先断裂的是集电靴靴臂,而不影响车辆的正常运行。(4)为了防止短路,保护车体和转向架,受流器上都装有熔断器,如果短路电流超过熔断器的分断能力,熔断器熔丝会熔断,从而保护了其他电气部件。(5)具有回位和锁定功能,锁定功能是为了保证有缺陷的集电靴与第三轨脱离(脱靴)。列车在运行时,可能会发生各动力单元主电路对地绝缘故障或集电靴故障,此时需将故障单元的各集电靴进行有效隔离(脱靴),使其不影响在线其他列车正常运营,以便列车应用其他动力单元运行至检修库。(6)集电靴配备了手动回收操作装置,可以进行集中回收操作。同时,也配备了绝缘操作手柄。需要时,用户也可以手动操作。手动隔离单个集电靴的操作将绝缘操作手柄(快速分离钩)的钩头插入集电靴手动回退工具插入位置,向上提起,完成集电靴滑块与第三轨的分离,也可通过绝缘操作手柄完成已隔离集电靴的降靴操作。图4-4所示为手动隔离集电靴。二、集电靴的特点受流装置类型

绝缘支架车轮运行后磨损旋修后的补偿车体和转向架,受流器上都装有熔断器具有回位和锁定功能

弱连接结构受流臂采用了当滑块有一套由2个弹簧和2个弹性铰键轴承组成的机构

配备了手动回收操作装置和绝缘操作手柄图4-4手动隔离集电靴三、常用集电靴的技术参数受流装置类型

(1)额定电压:DC750V。

(2)电压范围:DC500V~DC900V。

(3)额定电流:1200A(800A)。

(4)标准静接触压力:120N。

(5)静压力调节范围:120×(1+20%)N。

(6)受流部件在受流器上的调节范围:-30~+55mm

(7)受流器顶面工作状态高度:160mm。

(8)受流器质量:约39kg

(9)集电靴材料:碳铜合金(或铝青铜合金)。

(10)环境温度:-40~+40℃。

(11)环境湿度:≤90%。

(12)其他环境约束:相对正常位置倾斜≤10°无导电尘埃及不可能引起爆炸的地方。四、集电靴的安装位置受流装置类型图4-5集电靴安装

集电靴安装在转向架的构架侧面上,与接触轨(第三轨)形成弹性接触。受流器的布置原则是保证列车在断电区仍能满足列车的供电要求。无论采用哪种布置方式,集电靴之间均为并联连接,当任意一个集电靴接地时,只需要隔离该集电靴,即可解除故障。虽然同一列车上使用集电靴的定义和功能都相同,但集电靴之间不能互换使用,一个确定的集电靴位置有不同的参数设置。

一种是将所有集电靴安装在动车转向架上,如图4-5所示;

另一种布置方式是其中3个动车共装有8个集电靴,拖车T车不安装集电靴,带驾驶室的拖车Tc车共装有4个集电靴。受电弓的结构与工作原理知识点3受电弓也称集电弓,是一种通过空气回路控制升、降动作的铰接式机械构件,它在牵引工况下从架空接触网上集取电流,并将其传送到车辆电气系统；在再生制动工况下经过它将电能反馈给电网。受电弓由于接触网方式可以实现长距离供电,受线路变化影响较小,并且能适应列车高速行驶的需要。受电弓通过底架和支持绝缘子安装于车辆顶部,通过弓头上的滑板与接触网接触。受电弓弓头及滑板应安装在车体中心线上尽可能靠近驱动轮的位置。受电弓有装于拖车的,也有装于动车的。受电弓双臂式单臂式垂直式石津式受电弓的结构与工作原理受电弓的结构与工作原理(1)双臂式。双臂式受电弓是最传统的受电弓,因其形状为菱形,也可称“菱”形受电弓。但现因保养成本较高,加上故障时有扯断电车线的风险,部分新出厂的铁路车辆,已改用单臂式受电弓。也有部分铁路车辆从原有的双臂式受电弓改造为单臂式受电弓。(2)单臂式。除双臂式外,还有单臂式的受电弓,也可称为“之”(Z)字形集电弓。此款受电弓的好处是比双臂式受电弓噪声小,故障时也不易扯断电车线,为被普遍采用的受电弓类型。依据各铁路车辆制造厂的设计方式不同,在受电弓的设计上会有些许差异。(3)垂直式。除上述两款受电弓外,还有某些受电弓采用垂直式设计,可称为“T”字形(也称为翼形)受电弓,其低风阻的特性特别适合高速行驶的列车,可以减少行车时的噪声,所以此款受电弓主要用于高速铁路车辆。但是由于成本较高,垂直式受电弓已经不被使用。(4)石津式。石津式受电弓由日本冈山电气轨道的第六代社长石津龙辅于1951年发明,又称为冈电式、冈轨式。受电弓的结构与工作原理例如,4M2T编组的列车受电弓一般装于B车车顶;在2M2T编组中受电弓一般装于A车车顶。受电弓安装位置应安装在与转向架纵向和横向中心交叉点最近的车顶相应位置上,如图4-7所示。

受电弓将电流从架空接触线传导到车辆上。通过压缩空气可以升起受电弓,由电磁阀控制。如果压缩空气失败,B车车顶的受电弓通过弹簧自动地回到降落位置。在这种情况下,用安装在B车2位中间端的电气柜中的脚踏泵使受电弓升起来接触到架空电网。不同厂家生产的受电弓在结构组成上会稍有不同,但是主体结构及工作原理都是一致的。受电弓的结构与工作原理

1—底架；2—高度止挡；3—绝缘子；4—构架；5—下臂；6—下导杆；7—上臂；8—上导杆；9—弓头；10—接触滑板；11一端角；12—升降装置；13—电流传输装置；14—锁钩；15—最低位置指示器受电弓的结构与工作原理G-120(B)型受电弓主要由底架、下臂杆、上臂杆、气囊、液压阻尼器、拉杆、平衡杆、软连线、弓头、气源控制箱等组成。1.底架底架采用无缝矩形管材料焊接而成。该型号受电弓的底架具有强度高、质量轻的特点。为了起吊运输的方便,在受电弓底架上焊接有4个吊钩以便于起吊运输和安装。

2.下臂杆下臂杆采用了无缝钢管经机械加工后焊接而成,同时,在下臂杆上采用转动轴承技术,使受电弓的转动更加灵活。受电弓下臂杆如从轨道车辆的运用实际出发,考虑到受流性能和质量等因素会对受电弓产生影响,所以,受电弓的上臂杆不是采用碳钢材料,而是采用了高强度的铝合金材料,使上臂杆的受流性能明显增强,且质量减轻,同时不会影响上臂杆的强度。3.上臂杆从轨道车辆的运用实际出发,考虑到受流性能和质量等因素会对受电弓产生影响,所以,受电弓的上臂杆不是采用碳钢材料,而是采用了高强度的铝合金材料,使上臂杆的受流性能明显增强,且质量减轻,同时不会影响上臂杆的强度。4.气囊受电弓的升弓动力来源于空气弹簧组装,当车内压缩空气进入空气弹簧组装后空气弹簧向水平方向移动,安装在气囊组装前推板上的钢丝绳推动下臂杆,使受电弓升起。受电弓的结构与工作原理5.液压阻尼器受电弓的缓冲是通过安装在下臂杆和上臂杆上的液压阻尼器来实现的。通过安装液压阻尼器使弓头的碳滑条有很好的随网性。在受电弓的下降过程中起到缓冲的作用,以避免受电弓降弓时对底架上的部件造成冲击损坏。液压阻尼器能在-40~100℃环境下使用。6.拉杆拉杆是由无缝不锈钢钢管和重型自润滑的关节轴承组合而成的。当拉杆绕底架的回转中心转动时,受电弓弓头的位置被改变。7.平衡杆平衡杆是使受电弓弓头在整个工作高度范围内(包括升到最大高度)保持水平,在车辆运动过程中通过缓冲调整装置消除外力对弓头在运动过程中的干扰。8.软连线在受电弓的各转动部位,安装有不同规格的软连线。软连线的规格依据车辆的电流选择,车辆需要的电流越大则软连线截面面积越大;反之则截面面积越小。9.弓头受电弓弓头采用两根滑板条,同时横托架内设计有减振弹簧,受电弓在工作时可有效地保护滑板条。气源控制箱主要由控制箱体、过滤器、精密调压阀、节流阀和快排气阀等组成。气源控制箱内的精密调压阀可以调节受电弓的静态压力。精密调压阀有很高的灵敏度,可在0.01~1.0MPa对压力进行调节,气源控制箱被安装在受电弓的底架上。图4-7受电弓结构组成受电弓的结构与工作原理

1—底架；2—高度止挡；3—绝缘子；4—构架；5—下臂；6—下导杆；7—上臂；8—上导杆；9—弓头；10—接触滑板；11一端角；12—升降装置；13—电流传输装置；14—锁钩；15—最低位置指示器一、基本组成

QG-120(B)型受电弓主要由底架、下臂杆、上臂杆、气囊、液压阻尼器、拉杆、平衡杆、软连线、弓头、气源控制箱等组成。受电弓的结构与工作原理二、技术参数额定电压:DC1500V。网线电压变化范围:DC1000~1800V。额定电流:1500A。最

大工作电流(14s):2400A。适用机车速度:≤120km/h。最低工作位置(不包括绝缘子):80mm。最高工作位置(包括绝缘子):2300mm。最大升弓高度(包括绝缘子):(2880±100)mm。额定静态压力:(100±10)N。静态压力调整范围:70~140N。升弓时间(弓头离开止挡到最大工作高度):≤8s。降弓时间(最大工作高度到弓头落到止挡位置):≤8s。受电弓总长度:≈2430mm。受电弓总宽度:(1550±5)mm。碳滑条工作部分长度:800mm×60mm×22mm。弓头宽度:(350±5)mm。底脚安装尺寸:1100mm×950mm。额定工作气压:0.45MPa。最小工作气压:0.35MPa。受电弓总质量(包括绝缘子):≈(130±5)kg。受电弓的结构与工作原理受电弓的结构与工作原理三、工作原理受电弓的调试与维护知识点4每台受电弓在使用前都要经过严格的调试。下面以受电弓的主要调试项目进行说明。受电弓的调试与维护一、静态接触压力的调整

典型的QG-120(B)型受电弓的标准静态接触压力为120N±10N。受电弓组装完成后或在弓头碳滑条更换后需要对受电弓的静态压力进行调整。静态压力用受电弓专用试验台进行测量(车顶作业时使用弹簧秤进行测量)。(1)测