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1、受电弓故障分析 摘要：发展电气化铁路是铁路现代化建设的必然趋势。而电气化铁路均采用电 力牵引，电力机车必须在高速运行条件下可靠地从接触网上取得电能，否则将影 响列车运行和电气驱动系统的性能。高速电气化铁路关键技术之一是如何保证 在高速运行条件下具有良好的受流质量。随着既有线的提速改造和高速客运专 线的加快建设，弓网系统的问题日益彰显。本文从TSG1型单臂受电弓的维护调 整和故障处理等方面分析受电弓的常见故障原因，从进一步改善弓网关系，提高 受流质量。关键词：受电弓；受流质量；日常维护；故障处理一、 引言!二、受 电 弓 的 构 造 及 工作原三、TSG1 型单臂受电弓的构造及动作原四、TSG1
2、 型单臂受电 弓 的维护与调1 .受电弓的维护2 .受电弓的调整(1)静态接触压力的调整(2)升降弓时间的调整五、TSG1受电弓常见故障原因分析及处理1 .静态接触压力偏小2 .静态接触压力偏大3 .受电弓软连接线截面形状不当造成的断股4 .受电弓升不起来5 .受电弓降不到位 六、结束语TSG1型受电弓日常维护与常见故障处理一、引言目前我国铁路电气化进入快速发展阶段，车速的提高，对接触网各部的参 数、悬挂类型、受电弓的取流等诸多方面，提出了更高的要求。电气化不仅对 接触网提出了更高的要求，同样对受电弓的质量状态也有相应提高。二、受电弓的构造及工作原理1 .受电弓的功能：电力牵引机车从接触网取得
3、电能的电气设备，安装在电 力机车车顶上。2 .构造：受电弓分为单臂和双臂受电弓两种，均由滑板、上框架、下臂杆、 底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。近年来多采用单臂受电 弓。单臂受电弓结构图1滑板2支架3平衡杆4上框架5较链座6下臂杆7扇形板8缓冲阀9传动气缸10活塞11降弓弹簧12连杆绝缘子13滑环14连杆15支持绝缘子16升弓弹簧17底架18推杆3 .受电弓的工作原理(1)升弓：压缩空气经电空阀均匀进入传动气缸，气缸活塞压缩空气内的 降弓弹簧，此时升弓弹簧使下臂杆转动，抬起上框架和滑板，受电弓匀速上升, 在接近接触线时有一缓慢停滞，然后迅速接触接触线。(2)降弓：传动气缸内压缩
4、空气经受电弓缓冲阀迅速排向大气，在降弓弹 簧作用下，克服升弓弹簧的作用力，使受电弓迅速下降，脱离接触网。三、TSG1型单臂受电弓的构造及动作原理TSG1-630/25型受电弓主要由滑板机构、框架和气缸传动机构三部分组成。1 .滑板机构：主要由滑板和支架组成滑板的主体组成由铝板压制而成，在一定的强度下用铝可减轻其重量。滑 板的直线长度为1200mm且两端处制成弯角形，这是为了防止在接触网分叉处 接触网导线进入滑板底而造成刮弓事故。为使接触板磨耗均匀，接触网导线与 轨距中心线成“之”字形布置。滑板是通过支架装在上部框架上，支架由薄钢板制成，内装有小型圆柱螺 旋弹簧，使整个滑板在机车运行时随接触网导
5、线弛度的变化而作前后、上下的 摆动，以改善受流状况。2 .框架：整个框架由上部框架、下臂杆、平衡杆、推杆和底架组成。底架是由槽钢和球墨铸铁的支架装配而成，并通过三个支持绝缘子安装在 机车顶盖上。受电弓的受流运动部件都装在底架上。下臂杆的转轴由无缝钢管构成，装在底架上。下臂杆通过中间较链座与上 框架和推杆相连，中间较链座为铸铁件。推杆由34mmX4mm无缝钢管构成。两端分别用正反扣螺扣与推杆较链链接, 这样可以方便地调整落弓位和最大开弓高度。3 .气缸传动机构：整个传动机构由缓冲阀、传动风缸、连杆、滑环及升降 弹簧组成。动作原理1 .升弓过程：升弓时，司机操纵受电弓按键开关，控制受电弓的电空阀使
6、 气路导通。压缩空气通过缓冲阀进入传动风缸，活塞克服降弓弹簧的压力向右 移动，通过汽缸盖上的杠杆支点，使拉杆绝缘子向左移动，同样通过杠杆支点 的作用，使滑环右移，此时拐臂不受滑环的约束，下臂杆便在升弓弹簧的作用 下作顺时针转动。此时，中间较链座在推杆的推动下作逆时针转动，即上框架 作逆时针转动，整个受电弓弓头随即升起。2 .降弓过程：降弓时，司机操纵受电弓按键开关，使受电弓的电空阀将缓 冲阀的气路与大气接通，于是传动风缸内的压缩空气经缓冲阀排向大气，活塞 在降弓弹簧作用下向左移动，使滑环也向左移动，当滑环与拐臂接触后迫使拐 臂跟随着滑环继续左移，强制下臂杆作逆时针转动，最终使弓头降到落弓位。
7、四、TSG1型单臂受电弓的维护与调整1 .受电弓的维护使用前，检查所有紧固件状态是否良好；编织导线是否完整，断股严重的, 应及时更换；绝缘子不允许有裂痕，并应保持其清洁干净；弓头滑板应仔细检 查，滑板之间平整，不允许凸台衔接。因为接触网导线与轨道中心成“之”形 布置，当机车运行时，接触网导线在弓头滑板上左右滑动，凸台衔接的滑板会 阻碍左右滑动，可能导致不良后果。对于已磨损到限的滑板，应及时更换，更 换后，整个滑板顶面应平滑。2 .受电弓的调整(1)静态接触压力的调整调整时，传动风缸接压缩空气，使受电弓和传动风缸之间无力的作用。整 个调整过程是在弓头匀速上升或下降状态下进行。调整方法：调节两个升
8、弓弹簧拉伸长度和调节扇形板上的螺钉高度。这样 就调节了升弓转矩大小，使受电弓在工作高度内静态接触压力在规定范围内。 这种调整，在工作高度范围内，要多次反复进行，直至静态压力值、同高压力 差和同向压力差均稳定在规定范围内为止。(2)升降弓时间的调整升降弓时间是通过调整缓冲阀进气或排气阀座的豁口大小来达到的。当升 弓太快时，将进气阀座和钢球拆下，将钢球对准豁口适当压紧，使豁口变小。 升弓太慢时，则将进气阀座的豁口铿大些。(3)落弓不到位受电弓在使用中有时出现落弓不到位。一般这种现象是由于滑板磨耗后弓 头重量减轻，使弓头静态接触压力值变化而造成的。其调整方法是：检查静态接触压力值，并重新调整静态接触
9、压力，恢复到规定值。检查扇形板靠弹簧侧的调整螺钉是否过高。调整拉杆绝缘子的拉杆长度，使之增长，以便增加降弓弹簧的降弓力矩。检查推杆长度是否超过规定值(1580mm)。检查传动风缸和受电弓之间在车顶盖上的安装距离是否发生变化。检查传动风缸内的降弓弹簧刚度是否变值。五、TSG1型受电弓常见故障原因分析及处理1 .静态接触压力偏小接触压力偏小，则接触电阻增大，功率损耗增加，机车运行时易产生离线 和电弧，从而导致接触导线和滑板的电磨损增加。在电气化铁路牵引供电系统中，受电弓在运动过程中产生与接触导线脱离 的现象。这种现象除了使负载电流不连续，影响机车的受流质量外，还会产生 电弧现象。这种弓网拉弧除了使
10、车载电器承受高频振荡过压外，还会烧蚀接触 导线及受电弓滑板，轻者使接触导线使用寿命缩短，重者烧断接触导线，造成 重大事故。2 .静态接触压力偏大接触压力偏大，则机械磨损增加，甚至造成滑板局部拉槽，进而造成接触 导线弹跳拉弧，以至刮弓。刮弓是指因接触网异常，而把机车的受电弓损坏。刮弓是接触网和受电弓 的一重大事故。如果错给信号将电力机车放入无电线路，机车乘务员发现不及 时采取降弓措施就容易造成刮弓。防止刮弓事故对于机务部门来讲从两方面来 考虑：一是机车整备作业时对机车受电弓进行质量检查。不使病弓出段；另一 方面是在机车运行中密切注视接触网状态，发现问题及时采取降弓措施，特别 是出入车站，道岔，调
11、车作业中，分相分段绝缘处以及天气恶劣时尤应注意。因此，要求受电弓在其工作高度范围内有一个较为合适的、基本不变的接 触压力，这个接触压力由受电弓机械结构和各部分参数决定。适当的静态接触 压力可以使受电弓与接触网导线正常接触，减少离线，克服风和高速气流及轮 轨传来的机械振动的影响，保证良好的受流特性。3 .受电弓软连接线截面形状不当造成的断股软连接线由很多细导线编织而成，由于电力机车在运行中其动作次数比较 频繁，如果软连接线的截面形状和链接方式不当，就会造成软连接线逐渐折损。 目前，软连接线截面形状为扁平矩形结构，在相同的截面面积和空气动力的情 况下，该截面结构软连接线所受的压力值较高，而从材料力
12、学角度分析，该结 构的抗弯曲剪切许应用力值又较小，其边缘部分又存在一定的应力集中，造成 软连接线容易断股。软连接线断股后，由于单位面积电流的增大，导致软连接 线及连接座的温度升高，从而使接触电阻增大，造成恶性循环，致使软连接线 热脆性增强。改变受电弓软连接线截面形状将软连接线截面形状由平矩形结构改为圆形 结构，圆柱形表面的迎风处对正来流方向为正压区，沿曲面向两侧，正压逐级 减小变为负压。在相同的截面面积和空气动力的情况下，该截面结构的软连接 线所受的平均压力值较低，另外，该结构的抗弯曲和剪切许用应力值又较高， 软连接线不易断股.4 .受电弓升不起来(1)检查电源柜内自动开关602QA闭合是否良
13、好。(2)闭合电钥匙570QS,确认287YV吸合，门联锁杆伸出，应急时可将287YV 顶死。(3)闭合受电弓按键，确认1YV吸合，(升弓压力表有无压力)，如1YV不 吸合，可事先顶死1YV,用电钥匙控制升降弓(注：287YV和1YV不能同时顶死, 断电钥匙后将无法降弓)。5 .受电弓降不到位(1)检查静态压力值，并重新调整静态接触压力，并恢复到规定值。（2）检查扇形板靠弹簧侧的调整螺母是否过高。（3）调整拉杆绝缘子拉杆长度，使之增长，以便增加降弓弹簧的降弓力矩。（4）检查推杆长度是否超过规定值（1580mm）。（5）检查传动风缸和受电弓之间在车顶盖上的安装距离是否发生变化。（6）检查传动风缸内的降弓弹簧刚度是否变值。六、结束语受电弓直接关系到机车的运行安全，因此我们要提高思想意识，严格把关, 认真处理故障，精于检修，为铁路提速做出贡献。TSG1单臂受电弓结构简单， 尺寸小，重量轻，调整容易，具有良好的动态特性，因而广泛应用于现代高速、 大负荷的干线电力机车。参考文献123王立成.电气化铁路接触网线岔弓网故障浅谈.电气化铁道.20065李少华.高速铁路接触网.中国期刊.20096