受電弓論文文獻研究報告

1、- 1 -文獻研究報告經(jīng)過將近一年的學習研究生活，終于完成了這篇“受電弓常見故障的分析與處理”論文。非常感謝我的指導老師周老師，如果沒有她的幫助和教導我想我不會這樣順利就完了論文的編寫。 本文從我 DSA200型受電弓為例入手， 在了解其基本結(jié)構(gòu)和性能的基礎(chǔ)上，在對機車在運行使用過程中遇到的受電弓常見故障問題進行分析，以提高電力機車受電弓的使用效率和常見故障的處理能力，節(jié)約相應(yīng)的檢修維護的人力、物力、財力，實現(xiàn)高速電力機車的現(xiàn)代化使用模式。在論文的編寫中借鑒了很多其他的教材、論文等資料，這其中主要有張平生機車受電弓常見故障原因分析及處理；侯明，孫樂民，李愛娜 電力機車受電弓滑板的現(xiàn)狀；潘連明，

2、張國榮，錢中良電力機車受電弓滑板；于紅衛(wèi)，王永第，許富強 機車受電弓永新型粉末冶金滑板；劉建軍，朱波，王成國 電力機車受電弓滑板的技術(shù)現(xiàn)狀；李曉村，朱定國 內(nèi)燃機車故障綜合分析與處理；趙曉明 CRH3 型動車組受電弓故障分析及改進措施 ；鄒生敏 CRH2型動車組受電弓常見故障的應(yīng)急處理；陳文光 國產(chǎn)化北京地鐵列車牽引電傳動系統(tǒng)設(shè)計； 郭漢挺 HXD1型電力機車受電弓故障原因分析； 余衛(wèi)斌 韶山 9 型電力機車M。在此對這些資料的提供者及供應(yīng)商致以最尊敬的感謝。論文在整體上，大致可以分為三大部分，分別是對受電弓的認識、受電弓的結(jié)構(gòu)原理和受電弓的故障分析處理。在下文中將會對這三部分進闡述解釋。第一

3、部分是對受電弓的認識內(nèi)容：隨著國內(nèi)高速鐵路的不斷發(fā)展，從蒸汽機車到內(nèi)燃機車、電力機車再到今天的動車組、高速鐵路，鐵路的發(fā)展是可圈可點的。城市公共交通的建設(shè)發(fā)展也是巨大的?？v觀各大城市，有軌電車，輕軌，地鐵，磁懸浮等等電力機車被廣泛運用，中國電氣化鐵路的發(fā)展是不容置疑的，而伴隨而來的機車日常故障檢修問題不斷增多。在電氣化鐵路運行中，根據(jù)多年來的行車事故統(tǒng)計，由于受電弓的故障造成的行車事故占相當比例，我們知道受電弓是電力機車和接觸網(wǎng)中間的過渡部分，是高速運行和產(chǎn)生摩擦損耗的主要部件，它出現(xiàn)故障概率比較高，中斷機車的供電和運行，給鐵路運輸安全造成了嚴重的影響，是電氣化鐵路面臨的一個非常突出的問題。因

4、此在這種情況下受電弓常見故障分析及處理對于電氣化鐵路的安全運輸是非常重要的。本論文就是圍繞受電弓故障分析及處理而展開的，從受電弓的結(jié)構(gòu)、作用、種類、動作原理及常見故障的分析等的方面分析受電弓的常見故障的原因，從而提出相應(yīng)的防范措施和處理方法。我以 DSA200型受電弓為例，在了解其基本結(jié)構(gòu)1- 2 -和性能的基礎(chǔ)上，再對機車在運行使用過程中遇到的受電弓常見故障問題進行分析，以提高電力機車受電弓的使用效率和常見故障的處理能力，節(jié)約相應(yīng)的檢修維護的人力、物力、財力，實現(xiàn)高速電力機車的現(xiàn)代化使用模式，促進當代鐵路事業(yè)的快速發(fā)展。根據(jù)我國的基本國情，國內(nèi)鐵路提速是通過修建電氣化鐵路和對既有線路的改造實

5、現(xiàn)的。而鐵路的電氣化和高速化已成為世界鐵路運輸發(fā)展趨勢，只有實現(xiàn)電氣化，才能實現(xiàn)鐵路運輸高速化目標。因此發(fā)展高速鐵路是鐵路是現(xiàn)代化建設(shè)的必然趨勢，而高速鐵路均采用電力牽引和電氣化鐵路技術(shù)，高速列車必須在高速運行條件下可靠地從接觸網(wǎng)上取得電能，否則將影響列車運行和電氣驅(qū)動系統(tǒng)的性能。高速電氣化鐵路關(guān)鍵技術(shù)之一是如何保證在高速運行條件下具有良好的受流質(zhì)量，其重要因素就是受電弓電力機車的關(guān)鍵部位，受電弓工作質(zhì)量的優(yōu)劣對機車受流狀況有重要影響。受電弓直接與接觸網(wǎng)導線接觸，在靜止或滑動狀態(tài)下從接觸網(wǎng)獲得電能為機車供電，長期暴露在自然環(huán)境下工作，且在運行中由于離線等因素與接觸網(wǎng)導線不斷產(chǎn)生電的燒蝕、機械磨

6、損，因此對其綜合性能有著十分苛刻的要求。伴隨著我國高速鐵路的發(fā)展，對既有線路的提速改造和高速客運專線的加快建設(shè)，其中受電弓日常檢查維修工作也日益彰顯。受電弓是電力機車的重要電氣部件，屬于高壓電器，它直接與接觸網(wǎng)接觸，將電流從接觸網(wǎng)上引入機車，供機車使用。隨電力機車運行速度的不斷提高，對其受流性能也提出了越來越高的要求， 其基本要求有： 滑板與接觸導線接觸可靠；磨耗小；升、降弓時不產(chǎn)生過分沖擊；運行中受電弓動作輕巧、平穩(wěn)、動態(tài)穩(wěn)定性好等。而在高速鐵路迅速發(fā)展的今天，受電弓故障頻繁的發(fā)生嚴重制約了高速鐵路的發(fā)展，因而研究受電弓的故障原因與其處理方法具有很大的現(xiàn)實意義，同時也順應(yīng)了高速鐵路的發(fā)展。電

7、力機車獲得電能主要是通過牽引供電系統(tǒng)，在牽引供電系統(tǒng)中向電力機車直接供電的是接觸網(wǎng)。 在電氣化鐵道中， 接觸網(wǎng)是架設(shè)在軌道上方， 呈現(xiàn)重復“ Z” 形走向，沿線路線向機車提供的電力傳輸網(wǎng)。接觸網(wǎng)上的電能是牽引供電所提供的，所以說在機車通過線路的時候，接觸網(wǎng)上會一直有電，但是接觸網(wǎng)上的電能不可能主動地輸送到機車上。作為接觸網(wǎng)和機車之間的過渡受流裝置，受電弓的作用就是從接觸網(wǎng)接觸導線上受取電流供電力機車牽引車輛和照明生活使用的一種受流裝置。在機車正常運行中，機車受電弓靠滑動接觸而受流，是電力機車與固定供電裝置之間的連接環(huán)節(jié)， 當受電弓升起時， 其滑板與接觸網(wǎng)導線直接接觸，從接觸網(wǎng)導線上受取電流，并

8、將其通過車頂母線傳送至機車內(nèi)部，供機車使用。如果沒有受電弓的中間受流，電力機車就不可能從接觸網(wǎng)上獲得電力供牽引電機2- 3 -使用從而產(chǎn)生牽引力，所以受電弓的中間受流環(huán)節(jié)作用是電力機車獲得電力的關(guān)鍵因素之一。第二部分受電弓的結(jié)構(gòu)原理：今天軌道交通的類型很多，但是不管是有軌電車、地鐵還是輕軌等軌道車輛上都安裝有兩臺受電弓，正常運行時升后弓，前弓備用。受電弓一般可分為單臂受電弓和雙臂受電弓兩種，均有滑板、上框架，下臂桿、底架、升弓彈簧、傳動氣缸、支持絕緣子等部件組成。雙臂受電弓結(jié)構(gòu)對稱，側(cè)向穩(wěn)定性好，但結(jié)構(gòu)復雜，調(diào)整困難。單臂受電弓結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，重量輕，調(diào)節(jié)容易，具有良好的動特性，高速時動態(tài)、

9、隨性及受流特性較好，故而被現(xiàn)代動車車輛廣泛運用。目前我國干線電力機車使用的受電弓主要有TSG系列和 DSA系列的受電弓。 DSA系列的受電弓是一種采用氣囊驅(qū)動的單臂受電弓，它裝有阻尼器和ADD自動降弓裝置。與 TSG系列受電弓相比，它具有運行穩(wěn)定，使用范圍廣等優(yōu)點，因此近年來我國電力機車越來越多的采用DSA系列受電弓。國內(nèi)電力機車采用的受電弓型號也有很多種，如 TSG1-25、TSG1-600/25、TSG3-630/25、DSA150、DSA200、DSA250、DSA350等。 DSA系列受電弓設(shè)計的時速相對TSG系列受電弓的較快， TSG系列受電弓在國內(nèi)電力機車中運用的比較廣泛，近年來由

10、于發(fā)展高速電氣化鐵路的需要，DSA系列受電弓的引進生產(chǎn)使用也日益增多。DSA200單臂受電弓是中國大同電力機車有限公司 2003 年從德國 STEMMAN（芬斯坦） 公司引進了 DSA系列受電弓生產(chǎn)技術(shù)，組建了“北京塞德高科鐵道電氣科技有限責任公司”, 通過技術(shù)引進、消化、吸收由大同廠所生產(chǎn)的國產(chǎn)化產(chǎn)品。DSA200受電弓是 DSA系列受電弓中的一種，該受電弓的結(jié)構(gòu)設(shè)計先進、采用大量優(yōu)質(zhì)鋁合金和不銹鋼等輕型材料，整弓質(zhì)量較輕，是 TSG3型受電弓質(zhì)量的一半； 輕質(zhì)量的弓頭及較大的弓頭自由度實現(xiàn)了弓網(wǎng)的良好的接觸；并帶有獨特的自動降弓裝置，動態(tài)情況下1.2S 離線 150MM。DSA200受電弓

11、采用氣囊驅(qū)動來升降弓，主要由底架、阻尼器、升弓裝置、下臂、弓裝配、下導桿、上臂、上導桿、弓頭、滑板及升弓氣源控制閥板等機構(gòu)組成。受電弓只有在使用的時候才會升起與接觸網(wǎng)接觸，從接觸網(wǎng)上獲取電力供給電力機車使用， 在不用的情況下受電弓都會降下貼在機車頂部。DSA200單臂受電弓是靠氣囊驅(qū)動升降受電弓的，機車升降弓動作的控制是由線路控制和氣路控制共同作用完成的。正常的情況下，按“前受電弓”扳鍵開關(guān)402SA并將受電弓隔離開關(guān) 587QS置“ 0”位，風壓隔離開關(guān) 588QS置“ 1”位，受電弓電磁閥 1YV得電動作，氣路打開，壓縮空氣通過空氣過濾器、單向調(diào)速閥（升弓） 、調(diào)壓閥、氣壓表、單向調(diào)速閥（

12、降弓）穩(wěn)壓閥，進入氣囊，同時壓縮空氣通過管路經(jīng)氣控快排閥向具有氣腔的受電弓碳滑板供氣，受電弓升起與接觸網(wǎng)接觸。受電弓具體升降弓過程如下：3- 4 -升弓過程升弓時，司機將受電弓扳鍵開關(guān)扳至“升”位，控制受電弓電空閥使壓縮空氣通過電空閥流經(jīng)由空氣過濾器、升弓用單向節(jié)流閥、精密調(diào)壓閥、壓力表、降弓用單向節(jié)流閥、安全閥組成的受電弓氣源閥板和高壓絕緣軟管進入車頂受電弓升弓裝置。氣囊充氣，推動導盤前移，通過鋼索帶動下臂繞軸順時針旋轉(zhuǎn)，此時上臂在推桿的作用下逆時針轉(zhuǎn)動，使受電弓弓頭升起。降弓過程降弓時，司機將受電弓扳鍵開關(guān)扳到“降”位，控制受電弓電空閥使氣路與大氣接通，氣囊收縮，下臂作逆時針轉(zhuǎn)動，最終使受

13、電弓弓頭降到落弓位。第三部分受電弓故障分析處理在故障分析處理中，對于產(chǎn)品來說，一般可以分為可修復和不可修復兩種。不可修復產(chǎn)品包含產(chǎn)品故障后不可修理和不值得修理兩個部分含義。按國際的相關(guān)定義，“失效”是指“產(chǎn)品喪失其規(guī)定功能的現(xiàn)象”，尤其是指產(chǎn)品因喪失功能而處于不正常的狀態(tài)。 對于可修復產(chǎn)品卻通常把這種情況稱為“故障”，對于不可修復產(chǎn)品則稱為“失效” 。在定義上，“故障”強調(diào)的是對產(chǎn)品喪失了功能后的可修復性，因而“故障”和“失效”的概念是有一定的區(qū)別的。故障分析作為一門新興的實用的邊緣學科，它是研究產(chǎn)品失效的模式、機理、原因和防止措施的科學，涉及的學科領(lǐng)域和技術(shù)問題都是廣泛的，其核心是對產(chǎn)品的失

14、效或故障的原因進行分析，提出對策和預防措施，減少同類事故的重復發(fā)生，以提供產(chǎn)品質(zhì)量和提供運用安全可靠性。所以總的來講，故障分析與處理的目的以歸納為三點：1、預防故障的發(fā)生和防止事故的擴大2、爭取進行應(yīng)急處理，減少擴大故障和修理事故3、認真分析故障原因，確認事故責任，以利于吸取教訓受電弓故障的分析與處理必須由專業(yè)的人員來進行，他們是受過專業(yè)的培訓并具有良好的專業(yè)技術(shù)知識水平以及實事求是的科學態(tài)度和正確的指導思想，基本要求有：熟悉受電弓部件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理和相互的控制關(guān)系；熟悉受電弓部件系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)要求；掌握受電弓的運用知識。而對受電弓運用過程中各種故障進行檢查的方法一般是直觀判斷、間接判斷和綜合

15、判斷。受電弓作為電力機車上的整體部件， 其故障的形式一般可以歸納為三種情況：完全不能工作；性能惡化，超過技術(shù)要求的規(guī)定；失去安全工作能力。受電弓常見故障形式分析處理如下升不起弓或自動降弓原因分析：受電弓扳鈕接觸不良； 受電弓故障開關(guān)SDK在故障位或接觸不良；4- 5 -升弓電空閥 1SDF(2SDF)故障或接線松脫； BHF故障或接線松脫；門未關(guān)好或門聯(lián)鎖頂桿未頂?shù)轿唬伙L路塞門 143 號（ 144 號）未打開或風壓過低；升弓彈簧折損或機械故障。處理：檢查升弓氣路風壓是否高于 600KPA，如低于此值使用輔助壓縮機泵風；檢查控制電器柜上的各種電器開關(guān)位置， 應(yīng)置于正常位置； 換弓升弓試；中自動

16、降弓，停車確認受電弓損壞程度，記錄刮弓的地點。受電弓升起后放電可能原因：車頂導體部件上存有導電異物；瓷瓶過臟或雨、霧天造成瓷瓶爬電；雷擊等過電壓擊穿放電間隙；車頂支持瓷瓶已經(jīng)炸裂。處理：如為原因前三個時立即降弓，請求停電驗電后掛好接地線再上車檢查，處理完后可維持運行；是最后時，瓷瓶破壞嚴重時可將導電桿軟連線拆除后，用另一端受電弓維持運行。受電弓受流時拉弧可能原因： a100 號調(diào)壓閥調(diào)整壓力不夠或調(diào)壓閥故障； b 受電弓鉸鏈座缺油抗勁；c 受電弓碳滑板有凹槽或滑板到限； d 升弓彈簧斷一根或更換新滑板后彈簧壓力過??； e 接觸網(wǎng)故障。處理：故障原因 a 時調(diào)整壓力到規(guī)定值，若故障時，可卸下堵，

17、抽出上、下堵，直接用總風維持運行，若時間不允許，可用輔助壓縮機打風維持運行到前方站后再作處理；故障原因 b、c 、d 時升另一端弓維持運行；故障原因 e 時降弓滑行一段距離后再升弓，并報告前方車站。壓力開關(guān)故障故障現(xiàn)象：實際運用過程中，壓縮氣體在通過受電弓氣閥板給受電弓氣囊充氣時，受電弓氣囊中的氣壓上并到接近壓力開關(guān)的初始值時，受電弓開始動作升弓。完成升弓過程大概需要 610 s 左右的時間，在這段時間內(nèi)壓力開關(guān)氣路的氣壓值會一直維持在這種壓力范圍； 而當壓力開關(guān)的設(shè)定初始值發(fā)生細小偏差時，在受電弓的井弓預備過程中，壓力開關(guān)就有可能一直不會給出電信號， 15 s 后機車控制系統(tǒng)將給出受電弓故障

18、的信號。原因分析處理：壓力開關(guān)故障的根本原因是機車控制系統(tǒng)設(shè)定的自動封鎖時間為 15 s 過短，而開關(guān)的設(shè)定值又剛好處于受電弓升弓準備過程的氣壓臨界值上，這樣就會造成受電弓正作不穩(wěn)定的故障現(xiàn)象，解決壓力開關(guān)故障的處理建議一般有兩點：延長機車系統(tǒng)鵑騫動封鎖時閥，減小壓力開關(guān)的設(shè)定值?；鍡l磨耗故障現(xiàn)象：受電弓的滑板異常磨耗，滑板與接觸線杰出的地方出現(xiàn)凹槽故障分析： a 機械磨耗：新建線接觸網(wǎng)剖面底部為圓弧形，而且接觸線表面5- 6 -有不少比較堅硬的毛刺，這是新開通線路滑板條急劇磨耗的主要原因。經(jīng)過多次運行后，接觸導線漸趨平整光滑，摩擦系數(shù)減小，達到一定的摩擦次數(shù)后，機械磨耗量將大大減小并將保持在一定的范圍內(nèi)。b