城市轨道交通车辆电气系统检修-课件项目二 城市轨道交通车辆高压集电系统设备检修

项目二城市轨道交通车辆高压集电系统设备检修

目录城市轨道交通车辆高压集电系统设备检修任务一受电弓检修任务二集电靴的检修任务三避雷器的检修任务一受电弓检修4受电弓概述受电弓的结构组成123

受电弓的调试4受电弓的控制及工作原理受电弓检修5任务要求掌握受电弓结构、作用和工作过程。能够对受电弓进行日常检查维护。熟悉根据检修操作规程要求的受电弓的日检、周检、月检和年检的操作程序。受电弓检修6任务准备场地准备:城市轨道交通车辆检修实训中心(配备多媒体)。工具准备:压力计、扭力扳手、兆欧表(1500V)、弹簧秤、绝缘兆欧表、测力表、梅花扳手、棘轮、螺钉旋具与锤子等。物品准备:压缩空气、干净抹布、100%工业酒精、纯棉布、弱碱性溶液、红色线号笔、橡胶密封条、黏结剂、油脂与硅胶等。4.建议课时:6课时。受电弓检修7受电弓安装在列车车顶上，通常全列车共设置两个受电弓，列车正常运行时升双弓运行。两个受电弓分别给本单元的牵引系统供电，并通过辅助高压母线同时向整车辅助逆变器供电。受电弓在列车车顶安装位置如图2-1-1所示。受电弓概述8受电弓采用气动电控，下文以QG-120(B)型受电弓为例介绍受电弓的结构组成(图2-1-2)。(1)底架：受电弓底架在设计时考虑到强度，通常采用无缝矩形管材料，在机械加工完成后焊接而成，具有强度高、重量轻的特点。(2)下臂杆：受电弓下臂杆采用无缝钢管，在机械加工完成后焊接而成，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。(3)上臂杆：考虑到受流性能和重量，受电弓的上臂杆没有采用碳钢材料，而是采用高强度的铝合金材料，使上臂杆的受流性能明显增强，且重量减轻，同时不会影响上臂杆的强度。(4)液压阻尼器：通过安装在下臂杆和上臂杆上的液压阻尼器来实现受电弓的缓冲，使受电弓弓头的碳滑板具有很好的随网性。(5)拉杆：拉杆由无缝不锈钢管和重型自润滑的关节轴承组合而成。当拉杆绕底架的回转中心转动时，受电弓弓头的位置改变。受电弓的结构组成9(6)平衡杆：平衡杆使受电弓弓头在整个工作高度范围内保持水平，在车辆运动过程中，通过缓冲调整装置消除外力对受电弓弓头在运动过程中的干扰。(7)气囊：在气囊组装中，充入压缩空气为受电弓提供升弓的动力，它被安装在底架和下臂杆之间。气囊组装的气源用绝缘气管经受电弓的控制箱和安装在车内的电磁阀连接到总风缸。(8)受电弓控制箱：受电弓控制箱主要由控制箱体、过滤器、调压阀、节流阀和快速排气阀等组成。安装在控制箱中的调压阀可以调节受电弓静态接触压力。(9)软连线：为了避免电流通过受电弓关节处的轴承使其发热而造成轴承损坏，在受电弓每个转动部位都短接了导电性能良好的软连线，可对各关节转动部位的轴承起到保护作用。受电弓的结构组成10(10)弓头碳滑条：每次目测检查弓头碳滑条时(图2-1-3)，应观察碳滑条是否损坏或者磨耗到限。通常，当碳滑条磨损到5mm时，须及时更换碳滑条。此外，还应注意弓头各个碳滑条之间是否存在磨耗不均匀现象，如果存在，应对碳滑条做平行调整，使各个碳滑条与接触网接触的平面基本水平，保证每根碳滑条都能与接触网很好地接触。更换弓头碳滑条时，应更换弓头所有的碳滑条。受电弓的结构组成11受电弓的控制操控受电弓的上升或下落，可由司机通过受电弓控制开关进行。司机操纵台上受电弓控制开关如图2-1-4所示。当受电弓升弓到位或降弓到位时，每个受电弓的状态显示在司机室的司机显示屏上，并在司机室内设置指示灯，以显示整个列车受电弓的工作状态。降弓设置延时控制，在降弓前可将本单元牵引逆变器(VVVF)负载切除。当两个受电弓同时降落时可将整车的辅助逆变器负载切除，从而确保受电弓不带载降弓。司机室内装有脚踏泵，当无法正常升弓时，司机可以操作它实现人工紧急升弓。当司机通过“紧急制动”按钮触发紧急制动时，所有受电弓降下。受电弓的控制及工作原理12受电弓的工作原理1)电气系统受电弓的电气系统包括高压电流电路和低压控制电路两部分。受电弓是车辆的受流部件。受电弓升起后与接触网接触，从接触网上集取电流，并将电流传输到车辆电气系统。接触网的电流首先由滑板流入受电弓弓头，然后依次经过软连线、上框架、软连线、下臂杆、软连线后流入底架，最后经连接在受电弓底架上的车顶母线导入车辆电气系统，这是受电弓的高压电流电路，正常工作时将有几百安的电流通过。受电弓的控制电路的主令电器是司机室的“升弓”和“降弓”按钮，控制电路电源经过“升弓”和“降弓”按钮及一系列控制环节，最终使受电弓电磁阀线圈得电或失电，从而控制受电弓气路的充气或排气，实现对受电弓的控制。受电弓的控制及工作原理13受电弓的工作原理1)电气系统司机按下“升弓”按钮，如果所有控制条件均满足，受电弓电磁阀电磁线圈控制电路导通，将会使电磁阀线圈得电，从而使电磁阀阀口打开，使压缩空气进入受电弓气路部分。在降弓时，司机按下“降弓”按钮，将使受电弓电磁阀线圈失电，从而关闭向受电弓气路供气的通路，同时打开受电弓气囊的排气通路，使受电弓降弓。受电弓的控制及工作原理14受电弓的工作原理2)气路系统受电弓通过空气回路实现升、降弓动作。受电弓气路如图2-1-5所示。在升弓时，电磁阀得电打开，空气经空气过滤器1、可调节流阀2、精密减压阀3、压力表4、三通座6、球阀11到达气囊，精密减压阀实时检测升弓气囊内的压力是否超过额定压力，当气囊内的压力大于额定压力时，精密减压阀将向大气排出多余的空气；可调节流阀2可调节升弓时间。在降弓时，精密减压阀的排气口打开，释放气囊内的压缩空气，直至气囊内的压缩空气全部排出；可调节流阀7可调节降弓时间；压力开关检测气囊中的气压，可输出升降弓到位的信号。受电弓的控制及工作原理15受电弓的工作原理2)气路系统受电弓的控制及工作原理16受电弓的调试主要包括弓头的静态接触力、升弓时间与降弓时间3项工作。为保证牵引电流的顺利流通，受电弓和接触网导线之间必须保持一定的接触压力。弓网实际接触压力由以下4个部分组成。(1)受电弓升弓系统作用于滑板，使之向上的垂直力为静态接触压力[《地铁设计规范》(GB50157—2013)规定为70~140N]。(2)由于接触悬架本身存在弹性差异，接触线在受电弓抬升作用下会产生不同程度的上升，从而使受电弓在运行中产生上下振动，使受电弓产生一个上下交变的动态接触压力。(3)受电弓在运行中受空气流作用产生的一个随速度增加而迅速增加的气动力。(4)受电弓各关节在升降弓过程中产生的阻尼力。受电弓的调试171.静态接触压力及最低位置支持力的调整方法随着列车长时间地运行，特别是强烈的、季节性的气温变化之后，静态接触压力及最低位置的支持力会随之改变，在每次更换碳滑板之后都需要进行静态接触压力的校正，其测量方法如下。1)静态接触压力的测量方法数值1：测量接触压力从最高工作位置缓缓降弓到最低位置时，其在最高位置处的压力。数值2：测量接触压力从最低位置缓缓升弓到最高工作位置时，其在最低位置处的压力。两个数值的平均值就是静态接触压力。静态接触压力要求在(120±10)N，若不符合此要求，就需要进行调整。受电弓的调试181.静态接触压力及最低位置支持力的调整方法随着列车长时间地运行，特别是强烈的、季节性的气温变化之后，静态接触压力及最低位置的支持力会随之改变，在每次更换碳滑板之后都需要进行静态接触压力的校正，其测量方法如下。2)B2(公司内部编号，下同)型车调整方法将弹簧锁紧螺母松掉，然后调整旋钮，直到静态接触压力和最低位置支持力都符合要求为止。在调整过程中需要将弹簧抱住，防止扭曲。B2型车受电弓静态接触压力调整如图2-1-6所示。3)B4(公司内部编号，下同)型车调整方法打开车顶的气阀箱，松开箱内精密调压阀的锁紧螺母后，用手微调手动旋钮，逆时针旋转手动旋钮减小接触压力，顺时针旋转手动旋钮增加接触压力。B4型车受电弓静态接触压力调整如图2-1-7所示。受电弓的调试191.静态接触压力及最低位置支持力的调整方法受电弓的调试202.受电弓升/降弓时间调整用秒表检查受电弓升到最高位所需的时间，如果升/降弓时间符合默认值(7~8s)，则不需要进一步调整；如果测量值不符合要求，则需要进行调整。1)B2型车调整方法(1)调节升弓时间。B2型车受电弓升/降弓时间调整如图2-1-8所示。松开锁紧螺母，通过调节螺栓来调整升弓时间。顺时针方向旋转螺栓可减小空气进入汽缸的速度，从而降低升弓速度；逆时针方向旋转螺栓可增加空气进入汽缸的速度，从而提升升弓速度。调节完毕，固定好锁紧螺母。(2)调节降弓时间。松开锁紧螺母，通过调节螺栓来调整降弓时间。顺时针方向旋转螺栓可减小空气的流量，从而降低降弓速度；逆时针方向旋转螺栓可增加空气的流量，从而提升降弓速度。调节完毕，固定好锁紧螺母。受电弓的调试212.受电弓升/降弓时间调整用秒表检查受电弓升到最高位所需的时间，如果升/降弓时间符合默认值(7~8s)，则不需要进一步调整；如果测量值不符合要求，则需要进行调整。1)B2型车调整方法受电弓的调试222.受电弓升/降弓时间调整2)B4型车调整方法打开车顶的气阀箱，松开箱内升弓节流阀或降弓节流阀的锁紧螺母后，用一字螺丝刀微量旋转升/降弓节流阀进行调整。顺时针旋转为减少升/降弓时间，逆时针旋转为增加升/降弓时间。B4型车升弓时间调整如图2-1-9所示，降弓时间调整如图2-1-10所示。受电弓的调试23受电弓的日常检修受电弓日常检修程序见表2-1-1。任务实施24受电弓的定期检修由于受电弓安装在车顶，工作环境比较恶劣，在定期检修规程中，受电弓是重点检修部件之一。受电弓定检主要包括定修(年修)、大修及架修。受电弓定修程序见表2-1-2。任务实施25受电弓的定期检修任务实施26受电弓的定期检修任务实施27受电弓的定期检修任务实施28受电弓的定期检修任务实施29检修案例1.受电弓日检程序及技术要求受电弓日检程序及技术要求如下。(1)目测检查构架、底架、缓冲器、下臂、导向杆和上臂，要求无异常损伤，防松标记无错位。(2)目测检查羊角状态，要求无异常损伤。(3)目测检查滑板状态，要求滑板无纵向裂纹，缺块应不超过接触滑板宽度的1/3，对滑板50mm范围内凹槽高度差不大于3mm，凹槽深度不得大于5mm；滑板与端角应过渡流畅，且间隙应不大于2mm；滑板厚度最低处均应不低于5mm；各固定螺栓紧固状态良好。任务实施30检修案例1.受电弓日检程序及技术要求(4)目测检查绝缘子状态，要求表面无破损、无裂纹。(5)目测检查气囊，要求无变形。(6)填写日检作业记录表。任务实施31检修案例2.受电弓日检作业记录表仿照检修岗位职业要求，在受电弓日检任务完成后需要填写日检作业记录表，见表2-1-3，记录作业情况和发现问题及处理情况。任务实施32受电弓检修注意事项受电弓检修注意事项包括如下内容。(1)当发生弓网故障，造成受电弓碳滑条、弓头、上框架等零部件变形或损坏时，应将受电弓从车顶拆下，进行全面检修或更换零部件，检修完成后在专用试验台上对受电弓进行例行试验(包括动作试验、弓头自由度测量、气密性试验、静态压力特性试验)，试验合格后方可装车交付使用。任务实施33受电弓检修注意事项(2)受电弓检修作业后需要做如下工作。①确认列车处于停放制动施加状态。②填写“城市轨道交通车辆检修作业记录表”。③确认所携带的检修工具齐全，未遗留在车上。④通知车辆调度室组织对电客车进行清洁。任务实施34受电弓检修注意事项(3)受电弓的调整和维护工作必须由专业操作者进行。在进行调整和维护工作时，必须依据以下规定采取必要的安全和防护措施。①在进行维护或修理之前，要查看标识，将压缩空气的开关关闭；切断架空网线的电流，确认没有电流通过；遵守公司内部制定的安全操作规程；将受电弓降到落弓位置；在吊装和运输期间，受电弓下禁止有人站立。任务实施35受电弓检修注意事项②在进行QG-120(B-SUZL1)型受电弓维护时，必须切断气源，同时应将气囊进气口位置的球阀关闭，使受电弓不能升起，然后用长约0.9m的木棒在底架和上臂杆交叉管间支撑起受电弓的弓头，确认稳定后才可进行维护工作。③在每次维护工作完成之后，检查并确认没有工具和未安装的零部件遗留在车辆顶部。④在受电弓升弓时，应保证压缩空气的压力在规定的最小气压至额定工作气压之间。任务实施36完成书后所附实训任务工单中的实训任务2.1。任务考核任务二集电靴的检修38集电靴概述集电靴结构123受电弓的控制及工作原理集电靴的检修39任务要求掌握集电靴结构、作用和工作过程。能够对集电靴进行日常检查维护。熟悉集电靴的定检操作程序。受电弓检修40任务准备场地准备:城市轨道交通车辆检修实训中心(配备多媒体)。工具准备:压力计、扭力扳手、兆欧表(1500V)、弹簧秤、绝缘兆欧表、测力表、梅花扳手、棘轮、螺钉旋具、锤子、受流器回退手柄。物品准备:压缩空气、干净抹布、弱碱性溶液。建议课时:6课时。受电弓检修411.概述集电靴又称三轨受流器，是指安装在列车转向架上，为列车从第三轨(刚性供电轨)进行动态取流(采集电流)，以满足列车电力需求的受流设备。以北京地铁昌平线为例，每列车配备16个动车受流器和4个拖车受流器。受流器可以伸缩和锁定位置，每个受流器都装有两个500A的熔断器，所有的受流器都有相同的特征及作用，但受流器之间不能互换使用。受流器在转向架上的安装位置如图2-2-1所示。集电靴概述421.概述集电靴概述432.受流器参数受流器参数如下。(1)碳滑靴在轨道上的作用力:(120±2)N。(2)碳滑靴的自由延伸位置:(66.5±2)mm,高于正常位置。(3)碳滑靴的锁定位置:(45.5±2)mm,低于正常位置。(4)熔断器(每个):750V,500A。(5)质量:36.5kg。集电靴概述44受流器安装在转向架上，受流器的结构组成如图2-2-2所示。受流器的结构组成1-碳滑靴;2-摆杆;3-内连电缆;4-安装底板;5-绝缘底座;6-熔断器盒;7-熔断器视窗;8-绝缘盖;9-受流组件金属基座;10-弹簧;11-芯座;12-与转向架;13-安装孔;14-手动脱靴装置;15-受流臂45受流器的绝缘盖上装有熔断器视窗，用于检查熔断器的工作状态，受流器通过绝缘底座固定在转向架上，保证其绝缘性。受流臂安装在芯座上，芯座通过两个弹性轴承与受流器的方轴相连，再通过受流组件金属基座与绝缘底座相连。这个机构能够保证碳滑靴与第三轨之间的接触压力。列车正常运作时，整列车由20个受流器同时供电。受流器由主体和一套机械装置组成，机械装置能够保证碳滑靴与导电轨之间始终保持接触。整个机构由两个扭簧和两个弹性轴承调整，在保证其正常工作时，碳滑靴接触压力保持在(120±24)N。碳滑靴与熔断器之间用两根95mm²的电缆连接，用于输送电流。手动脱靴装置能够确保有缺陷的受流器被锁定。集电靴概述46受流器的日常维护受流器的日常维护内容如下。(1)外观清洁，无异物、无裂纹；受流器及附近部位无电击痕迹。(2)受流器安装状态良好，转动灵活。以走行轨上平面为基准，到达主轴中心高度为(201.5±2)mm；以走行轨上平面为基准，到达碳滑靴磨耗线高度为103.5_(-2)^(+2)mm。(3)碳滑靴的厚度及接触压力符合要求，无偏磨。若碳滑靴磨耗距磨耗线2mm，则更换。以走行轨上平面为基准，到达碳滑靴下平面高度为140mm时，压力值为96~160N。(4)编织铜导线端头无损坏，安装状态良好。(5)高压电缆无磨损、无烧伤。接线端子处无异状，弹簧无裂纹，线卡无松动。(6)起复装置转动灵活，状态正常。(7)熔断器安装良好，状态正常，无熔断弹出提示。(8)受流器杆臂无损坏、无裂纹。(9)更换受流器集电靴，须涂抹导电脂并更换防松螺母。任务实施47受流器的定期检修受流器计划检修项目和技术要求见表2-2-1。任务实施受流器的定期检修48受流器的定期检修受流器计划检修项目和技术要求见表2-2-1。任务实施受流器的定期检修49受流器检修注意事项受流器检修注意事项包括如下内容。(1)在对受流器进行检修时，必须断开车辆电路与地面电路，并放置警示标志牌。(2)戴好安全帽，穿好绝缘鞋，在车辆上挂好禁动标志牌。(3)不戴项链、手镯和其他饰物，以防触电。(4)在用溶液清洗时，避免溶液误入眼中和口内。(5)在使用压缩空气时，保护好眼睛和皮肤，不要将压缩空气喷向他人。(6)手动回退装置收回碳滑靴时的防护措施。在第三轨通电情况下，不可收回碳滑靴。所有的集电器同时连接，所以收回碳滑靴的集电器仍可能带电。所有在轨道上的集电器的维护工作必须在断电情况下进行。即使在断电的情况下，所有电器元件必须远离第三轨(接触断电的电容仍存在致命的危险)。在靠近第三轨时，致命的电弧放电仍可能出现。任务实施50受流器检修注意事项(7)维修人员的必要防护措施。负责人必须确保维修人员受过培训，尤其是相关安全指示。所有维修人员均须使用个人及公用的保护工具，这样可以有效而严格地采取安全措施。去掉安全装置或安全装置无效是严重的违规行为。(8)保护工具及设备的安全。为防止意外事故发生，每个维修人员必须保证所使用的工具和设备都处于良好的状态。严禁维修人员独自维护属于专业人员应该维护的设备。没有车间负责人的允许，严禁维修人员开动桥式起动机、滑车及吊车等任何设备。任务实施任务考核完成书后所附实训任务工单中的实训任务2.2。任务三避雷器的检修52任务要求掌握避雷器的结构、作用及检修要求。能独立检修避雷器。避雷器的检修53任务准备场地准备：城市轨道交通车辆检修实训中心(配备多媒体设备)。工具准备：个人工具箱、梅花扳手、红色线号笔等。材料准备：软毛刷、纯棉布、100%工业酒精。建议课时：4课时。避雷器的检修54知识导航避雷器又称浪涌吸收器，用于限制雷击等因素形成的过电压对列车造成的伤害。避雷器设置在受电弓附近，其一端接受电弓，另一端通过车体接地片接地。避雷器可以有效地防止来自车辆外部的大气过电压和车辆内部的操作过电压对车辆电气设备的破坏。避雷器一般安装在车顶受电弓附近的位置，如图2-3-1所示。避雷器的结构如图2-3-2所示。避雷器的检修55知识导航避雷器的组成构件如下。(1)聚合物复合壳体。该壳体由两个主要部件组成，能够保证高机械强度的纤维增强塑料管。当避雷器过载时，塑料管不会断裂，保证避雷器出现故障时，无零件脱落。高温交叉耦合的硅酮橡胶敷层的疏水性，可保证壳体表面的放电量维持在最小值，即使在污染条件下也能保证良