对地铁车辆受电弓故障分析研究

对地铁车辆受电弓故障分析研究

刘字曦

(合肥城市轨道交通有限公司运营分公司，合肥230000)

摘要：地铁车辆运行能源主要来自于电力供电系统，而受电弓作为机电系统的心脏，一旦发生故障，严重影响机车的运行。为此，本文通过文献综述法，在概述地铁车辆受弓电工作原理的基础上，对目前地铁车辆受弓电常见故障进行概述，据此提出相应的改进措施，为确保地铁车辆的安全、稳定运行提供保障。

关键词：地铁车辆;受电弓;故障;分析研究

DOI: 10.16640/j.cnkl.37-1222/t2018.10.040

1前言

城市人口日益增加，城市规模扩大，城市交通供需矛盾不断加剧，城市地铁的出现，极大的缓解了城市交通拥挤的现状。而城市地铁车辆运行能源主要来自于电力供电系统，而受电弓作为机电系统工作的核心，一旦发生故障，严重影响地铁车辆的正常运行。为此，本文在概述受电弓工作原理的基础上，对目前地铁车辆受电弓常见故障的进行概述，并提出相应的改进措施，为地铁车辆的安全、稳定运行提供保障。

2受电弓工作原理

地铁车辆受电弓主要通过从额定电压接触网获取能源，为整个地铁车辆的运行提供能源;与此同时，还可通过再生系统将动能转化为电能，以供其他通过的地铁车辆运行。地铁车辆受电弓主要由以下结构构成，包括底架、拉杆、上臂杆、下臂杆、平衡杆等。其中，底架的主要由无缝矩形钢管焊接而成，主要起到支撑的目的;而拉杆主要由无缝的碳钢材料焊接形成，位于底架和上臂杆之间;上臂杆，主要由强度高、质量轻的铝合材料焊接而成;而下臂杆主要由无缝钢管焊接形成，同时通过转动轴承技术，增加受电弓的灵活性;平衡杆主要有铝合金材质加工而来，能够消除外力对弓头的干扰;除此之外，受电弓结构还包括弓头、减震器等。其中，共投安装于上支架的轴上，主要用于减少碳花瓣之间的磨损;减震器主要安装于上下支架之间，用于减弱机械震荡的目的，电气设备。

3受电弓常见故障

(1)上框架裂纹。上框架主要由拉杆、上臂杆和弓头通过轴承连接而成，这种设计不仅有助于提高电弓网的跟随性，又可减少受电弓质量。地铁车辆高速运行的过程中，受电弓承受了巨大的压力，实践证明，地铁受电弓上框架经常出现裂缝，而裂缝的位置主要集中在上框架肘接处，而且多见于焊缝一侧，顶管焊缝出和底部加固处则很少出现裂缝。

由此可以看出，上框架裂缝主要集中于肘接和焊缝位，其中，肘接裂缝一方面与材料的焊接质量，另外在车辆的持续运行过程中，弓网受到持续的冲击，导致肘接裂缝;通过对焊接位的裂缝进行分析，其裂缝一方面与焊接参数计算错误有关，另外，与动态的交变负荷的冲击下，应力过于集中，导致薄弱处出现开裂现象。

(2)碳滑板磨损。地铁车辆正常运行的情况下，受电弓碳滑板磨损相对均匀，当磨损严重时即可进行更换，但由于碳滑板与接触网工作环境不同，导致碳滑板经常下呼吸断裂、磨损度不一致、裂缝等，影响了碳滑板的正常使用。

碳滑板出现偏磨的主要是由于运行过程中的机械作用，使得碳滑板两侧受力不一致，进而形成偏磨;碳滑板出现掉块的主要由于是由于弓网撞击形成的，而掉块经常出现于滑板薄弱处，、因此，掉块的滑板后期很容易出现断裂;导致滑板纵向裂缝的主要原因是由于断裂后的碳条在运行过程中，需要承担原先整个碳条的冲击;导致碳滑板拉弧异常损伤的主要由于是由于持续大电流作用下，稳定升高，进而导致粘结层烧损，严重时，甚至出现碳滑板薄弱位置被电击穿。

(3)受电弓位置指示器故障。受电弓位置指示器主要为后续车辆提供升降弓信号。实践研究发现，受电弓位置指示器出现的故障主要包括：升降弓信号无法显示，网线掉闸等。其中导致升降弓无法显示的主要原因与启动件的卡滞后有关，由于启功件脆性大、硬度小，而受电弓降到位时，启动件在单边力的持续作用下，很容易出现磨损，使得启动件与安装架之间空间增大，极易出现卡滞;而网线掉闸主要与阴雨天气下，指示器上的绝缘子表面的烧伤有关。

4受电弓常见故障的保养

(1)技术措施。为了避免碳滑板出现的故障，首先，需要根据车辆、线路的工作环境，做好碳滑板的选型，避免碳滑板在长时间负荷下持续工作;其次，在碳滑板制备过程中，还需综合考虑碳滑板的耐温度、材质、硬度等。

(2)受电弓的日常保养。受电弓的日常保养，不仅能够大大降低受电弓的故障率，而且大大延长了受电弓的使用寿命。因而，受电弓的日常保养成了确保避免受电弓故障的常见措施之一。受电弓日常保养内容主要包括清洗和定期检查两方面内容，其中清洗内容和定期检查内容分别详见如下表1、表2所示。

5小结

城市人口密度逐年增加，城市规模日趋扩大，导致城市交通压力逐年增加，而城市地铁的出现极大的缓解了城市交通压力，而城市地铁车辆运行的能力主要来源于电力供电系统，而受电弓作为地铁电力供电系统的核心，一旦发生故障，地铁运行受阻。而通过实践发现，上框架、碳滑板等故障时常发生。为此，本文在概述地铁车辆受弓电工作原理的基础上，对目前地铁车辆受弓电常见故障进行概述，并分析其原因，据此提出相应的改进措施，为确保地铁车辆的安全、稳定运行提供保障。

参考文献：

[1]黄清健，地铁列车受电弓的应用与故障浅析[J].科技信息，2015(10)：97-99.

[2]方松，高红星，地铁车辆受电弓故障分析[J].机械，2014，11 (41)：8-10;