概述

TSG18B型受电弓

图1 TSG18B型受电弓

  TSG18B 型受电弓主要应用于地铁和城轨车辆,通过支持绝缘子安装于车辆车顶,通过弓头上的滑板与接触线接触。在“工作”位置上,受电弓在车顶的部分都处于带电状态,仅在对车顶的机械接口和气路接口处是电气绝缘的。

  TSG18B 型受电弓为单臂式受电弓,由底架、框架、气囊升弓装置和弓头等结构组成,具有占用车顶空间小,重量轻,弓头归算质量小的特点。更小的占用空间可以使车顶安装更多的其他设备,而更小的弓头归算质量则有益于受流和适应更高的运行速度。

  受电弓的框架保证了弓头相对于底架在垂直方向运动。由于弓头运动方向垂直于车辆运行方向,因此车辆的运行方向对受电弓与接触网之间的接触压力不产生影响,受电弓可以满足车辆的双向运行要求。

  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。

  受电弓采用气动工作方式。对受电弓持续供以压缩空气,压缩空气作用于受电弓的两个升弓气囊,则受电弓升起,并最终使弓头与接触导线保持在规定的接触压力。作用于气囊的控制压力要求具有很高的精度(0.01bar),它通过安装于受电弓底架上的气阀箱内的调压阀、节流阀等控制元件来调节和实现。

  关闭对受电弓的压缩空气供应,则受电弓靠自重降下。

  受电弓气路系统有任何故障时,受电弓自动的降下。

  受电弓弓头采用了弓头悬挂装置的设计,因此弓头具有一定的自由度。接触线高度方面较小的差异通过弓头悬挂装置进行补偿,较大的差异,例如通过桥梁和隧道时,则通过受电弓铰链系统进行补偿,因此受电弓可随接触线的不同高度而自由地变换其高度来保持两者之间接触压力的基本恒定。

TSB18D型受电弓技术参数
TSB18D型受电弓技术参数
额定工作电压 DC1500V
额定工作电流 1680A
最大短时电流(70s 占空因素中为5s) 3500A
最大起动电流(30s) 1600A
最大停车时电流(DC 1000V 和单弓受电) 540A
折叠高度(包括绝缘子) ≤310mm
最低工作高度(从折叠位置滑板面起) 150mm
最高工作高度(从折叠位置滑板面起) 1950mm
最大升弓高度(从折叠位置滑板面起) >2550mm
最大宽度(弓头处) 1550±5mm
最大长度(落弓位置) ≈2580mm
平均静态力 100N
静态力可调节范围 70N~140N
运行速度 ≤90km/h
重量(包括支持绝缘子) ≤140kg
额定工作气压 550kPa
最小供风气压 500kPa
最大供风气压 900kPa
升弓时间 ≤8s
降弓时间 ≤8s
滑板数量 2 块
滑板中心距 300mm±3mm
滑板长度 800mm±1mm
气路接口(绝缘软管、压力开关组装) Rc3/8”
结构组成

图2 受电弓结构

  1、绝缘组组装

  TSG18B 型受电弓安装有四个支持绝缘子,受电弓与绝缘子间采用螺栓联接,如图3。

支持绝缘子

  图3 支持绝缘子

  2、底架组装

  底架由四条方钢管组焊而成,如图4

底架

图4 底架

  序号说明:

  1 支持绝缘子支撑架 2 电流连接板 3 底架4 气路输入接口 5 气路输出接口 6 电流连接板

  支撑架(图4 序1)上Φ18mm 的通孔用于安装支持绝缘子的安装螺钉M16×20。    

  电流接线板(图4 序2、序6)是受电弓对外的电接口。

  支    撑板(图4 序4、序5)上安装有受电弓对外的气路接口。

  3、铰链系

  铰链系统由下臂杆组装(图2 序2),上框架组装(图2 序3)和拉杆组装(图2 序4)构成。铰链系统保证了上框架顶管的运动轨迹呈一条近似铅垂的直线。

  下臂杆由无缝钢管组焊而成,如图5。

下臂杆

  图5 下臂杆

  序号说明:

  1 底架轴承管 2 调整板 3 平衡杆连接块 4 肘接轴承管

  下臂杆与底架、下臂杆与上框架采用轴承联接。轴承在其使用期内免维护。

  上框架由顶管(图6 序1)、阶梯铝管(图6 序3)和连接管(图6 序6)组焊而成。

 上框架

  图6 上框架

  序号说明:

  1 顶管 2 对角线杆 3 阶梯铝管 4 横加强筋管

  5 电流连接翼板 6 连接管吧 7 拉杆支板 8 肋板

  上框架与拉杆、上框架与弓头采用轴承联接。

  拉杆如图7

拉杆

  图7 拉杆

  序号说明:

  1 右端环 2 六角螺母M20 3 螺杆

  4 六角螺母M20LH 5 左端环

  拉杆构成四杆机构的闭环。可以通过调节拉杆的螺母(图7 序2)改变拉杆长度来对

  四杆机构的几何尺寸进行调整以修正偏差。

  4、电流连接组装

  电流连接组装分为弓头电流连接组装(图2 序18),肘接电流连接组装(图2 序17)和底架电流连接组装(图2 序16)。

  四组弓头电流连接组装(图8 序1)将由接触导线流入受电弓的电流直接由弓头导流至上框架,从而使电流绕过了顶管(图6 序1)内的轴承和弓头上的橡胶弹簧元件,以避免其大的温升。

  另有四组肘接电流连接组装(图8 序2)保护安装于肘接轴承管内的轴承,四组底架电流连接组装(图8 序3)保护安装于底架轴承管内的轴承。

  弓头电流连接组装 肘接电流连接组装 底架电流连接组装

电流连接组装

  图8 电流连接组装

  5、弓头组装

  弓头是与接触导线直接接触的部件,其结构如图9。

弓头

图9 弓头

  序号说明:

  1 弓角左组焊 2 弓头悬挂组装 3 滑板 4 转轴 5 弓角右组焊

  弓头的滑板(图9 序3)、弓角(图9 序1、序5)和转轴(图9 序4)间采用弓头悬挂装置(图9 序2)连接。弓头悬挂装置的应用使得弓头具有一定的自由度,接触线高度方向上差异较小时,通过弓头悬挂装置的补偿即可保持接触压力的基本恒定,受电弓铰链系统则保持稳定,差异较大时,例如通过桥梁和隧道时,才需要通过铰链系统进行补偿。

  滑板由碳条和铝托架粘贴而成,如图10。

滑板

  图10 滑板

  序号说明:

  1 碳滑条 2 铝托架

  弓头悬挂装置由两组呈V 型排列的橡胶弹簧元件(图11 序3)和导杆组焊(图11 序2)组成,两组之间通过弓头转轴连接。橡胶弹簧元件是免维护的。

弓头悬挂装置

  图11 弓头悬挂装置

  序号说明:

  1 弓头转轴 2 导杆组焊 3 橡胶弹簧元件 4 连接板

  6、平衡杆组装

  平衡杆组装主要由平衡杆导杆(图12 序1)和止挡杆组焊(图12 序2)组成。

平衡杆

  图12 平衡杆

  序号说明:

  1 平衡杆导杆 2 止挡杆组焊

  7、升弓装置组装

  升弓装置结构如图13。

升弓装置组装

  图13 升弓装置组装

  序号说明:

  1 蝴蝶座 2 钢丝绳 3 升弓气囊 4 调整板 5 调节螺栓

  受电弓升弓时所需的升弓转矩由两个气囊(图13 序3)、钢丝绳(图13 序2)和下臂杆上的调整板(图13 序4)产生。

  8、阻尼器组装

  为防止受电弓发生不希望的运动,缓解来自相邻车辆上受电弓的干扰,以及避免受电弓降弓时对底架上的部件造成损坏,受电弓安装有阻尼器。

  阻尼器在受电弓出厂时已经设定好,不允许被调整。

  9、降弓位置指示器

降弓位置指示器

  图14 降弓位置指示器

  序号说明:

  1 安装支架 2 行程开关 3 启动件 4 压簧 5 支架

  6 滑环 7 绝缘子 8 六角头螺栓M4×16 9 弹簧垫圈4 10 平垫圈4

  降弓位置指示器安装在受电弓底架与上框架顶管之间。受电弓在落弓位时,上框架顶管将启动件(图14 序3)压下,压簧(图14 序4)被压缩,行程开关(图14 序2)内的常开触点闭合。

  10、气路与ADD自动降弓装置


  序号说明:

  1 ADD 试验截止阀 1 压力开关 2 ADD 球阀 2 手动球阀

  3 ADD 快排阀 4 受电弓截止阀

  ADD 自动降弓装置主要由带气道的滑板、气路、底架上的快排阀(图15 序3)、车内受电弓供风单元上的压力开关组装(图16)组成。

  11、气阀箱


17 气阀箱内部


  序号说明:

  1 过滤阀(F) 2 升弓节流阀(DRH) 3 调压阀(R)

  4 降弓节流阀(DRS) 5 安全阀(SI)

  受电弓正常工作所必须的所有气动控制元件都安装在受电弓底架上的气阀箱内。气阀箱保证进入受电弓升弓气囊和滑板的压缩空气是干燥的、洁净的且符合正常工作要求的。

工作原理
电气系统


  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,并将其传送到车辆电气系统。接触网的电流首先由滑板流入受电弓弓头,然后依次经过上框架、下臂杆后流入底架,在弓头到上框架、上框架到下臂杆、下臂杆到底架的连接处都用铜编织线短接,最后经过底架上的电流连接板、车顶母线进入车辆电气系统。


气路系统

  1.升降弓


  TSG18B 型受电弓通过空气回路控制升、降弓动作。

  司机在司机室按下受电弓升弓按钮后,受电弓供风单元内的升弓电磁阀(车辆受电弓控制单元的一部分)得电动作,向受电弓供应压缩空气。压缩空气经过车内的管路、在车顶的受电弓绝缘软管(图18,用于连接车辆在车顶的输出端口和受电弓的输入接口)、受电弓气路输入接口、气路软管后进入气阀箱。

绝缘软管


18 绝缘软管


19 气路工作原理





  序号说明:

  1 过滤阀 2 升弓节流阀 3 调压阀 4 压力表

  5 安全阀 6 降弓节流阀 7 气囊 8 快排阀

  9 ADD 球阀 10 ADD 试验阀 11 滑板 12 压力开关

  进入气阀箱的压缩空气依次经过空气过滤器(图19 序1)、单向节流阀(图19 序2)、调压阀(图19 序3)、单向节流阀(图19 序5)、安全阀(图19 序6)后分为三条支路,两条支路分别向两个升弓气囊(图19 序7)供气,第三条支路的压缩空气经过快排阀(图19 序8)后向带有气道的滑板(图19 序11)供气。

  压缩空气进入升弓气囊(图13 序3),气囊膨胀抬升,抬升的气囊带动钢丝绳(图13序2)拉拽下臂杆,使受电弓逐渐升起,直到弓头与接触网接触并保持在规定的接触压力。

  受电弓工作时,气囊被持续供以压缩空气,弓头与接触网间的接触压力保持恒定。

  司机在司机室按下降弓按钮后,升弓电磁阀失电,向受电弓供应的压缩空气被切断,同时升弓电磁阀将受电弓气路与大气连通,气囊升弓装置排气,受电弓靠自重下降,直到顶管降下并保持在底架的两个橡胶止挡(图20)上。

橡胶止挡


20 橡胶止挡



  2.ADD自动降弓


  正常工作时,受电弓持续保持升弓状态,只有当司机在司机室按下降弓按钮时受电弓降下。受电弓还设有ADD 自动降弓系统,当受电弓滑板破裂等引起受电弓气路泄露时,ADD自动降弓系统作用,受电弓迅速有效的降下,避免受电弓与接触网之间的进一步破坏。

  ADD 自动降弓系统主要由快排阀、带气道的滑板、压力开关及相应的管路组成。

快排阀


  图21 快排阀

  如图21,快排阀安装在受电弓底架上,进气口与通向气囊的气路连通,出气口与通向滑板和压力开关的气路连通,排气口与大气连通。

  受电弓正常升弓时,快排阀进气口的压力等于出气口的压力,进气口、出气口的压力差为零,压力开关(图16 序1)的常开触点闭合。

  当受电弓滑板破裂时,滑板气路泄露,快排阀出气口的压力下降,进气口的压力不变,进、出气口形成压力差。当出气口压力下降到压力开关的断开设定值,压力开关常开触点由闭合状态跳转为断开状态。既而快排阀排气口打开,滑板和气囊的压缩空气通过快排阀排气口直接排向大气,受电弓迅速自动的降下。

  滑板若存在微小裂缝和少量漏气,但能够正常升弓,则属于允许范围,不影响受电弓的工作。



安全说明
1.安全相关术语的定义


危险

为防止可能的人身伤害,必须严格遵循的职业和工业程序!它们也包括操作子系统和设备时,关于特殊危险的警告!


警告

为了防止子系统和设备损伤和毁坏,必须严格遵循的职业和工业程序!这也与日常工作、以及在特殊工作压力、异常天气条件和操作模式下必须执行的工作有关!


注意

指子系统或设备的使用者必须特别注意的有关技术要求。


注意

包含静电敏感设备或器件。

2.有资质的人员

  有资质的人员是指经过培训、具有经验和经过指导以及对相关标准、规定、故障预防规定和操作指导的知识已经得到安全管理人员的批准,能够认识和避免与工作相关危险的人员。

  同时也需要具备紧急救助和当地救护设施的知识。

3.重要安全提示

  必须完全遵守这些安全指导,避免造成人员伤亡及设备损坏!铁道部及相关部门发布的安全指导优先于本手册的,也必须遵守!


危险

受电弓是连接接触网和车辆的高压电气设备。受电弓的额定工作电压为DC1500V。接触正在工作中的受电弓及任何其他车顶设备将引起致命伤害!


危险

在对受电弓及其他车顶设备进行任何检修、维护和保养工作前,必须确保车辆在接触网无电区段!



危险

应尽可能在没有接触网的车间内进行检修、保养及维护工作。如果必须在接触网下进行相关工作,必须按照铁路部、路局或相关部门规定对车辆进行高压隔离及接地!



危险

仅允许有资质的且经过授命的人员对受电弓进行检修、保养及维护工作。同时该人员必须具备丰富的安全知识及危险处理经验!


在车顶工作时,严禁吸烟!

禁止没有资质的人员接近设备!

禁止没有资质的人员对设备进行的任何操作及维护!


警告

与运输、组装、拆卸、维护和修理有关的所有工作必须强制由有资质的人员进行或由明确责任的在熟练技术员监督下的人员执行!

- 遵守规定的技术参数和信息(组装、连接、环境与运行条件),这些技术参数和信息包含在目录、订货文件、操作指导,铭牌上或其它产品文件中;

- 遵守适用于设备安装的一般安装要求和安全规范;

- 遵守当地、工厂明确的规章和要求;

- 遵守工具、起重和操作设备的正确使用规定;

- 遵守个人防护设备(如安全靴、护目镜等)的使用规定!


警告

不规范操作造成的损坏不在质量保证范围内!


警告

关于修理和部件更换,必须完全遵守指定的维修时间间隔和指导!


警告

必须采用制造厂家生产的或经制造厂家许可的备件!

采用非原厂零部件或未经许可的零部件造成的损坏不在质量保证范围内!

使用操作

操作及操作控制步骤


2 操作及操作控制步骤


安装和调试
一、安装

  1.重要安全警示


危险

必须具有防坠落安全保护措施(如穿戴安全帽、安全绳等)。最好采用可移动工作平台!


危险

进行安装作业前,必须按照车辆操作规程隔离受电弓与车辆电路!


危险

进行安装作业前,必须按照车辆操作规程切除车辆辅助电源!


危险

进行安装作业前,必须按照车辆操作规程切除车辆主电源!


危险

在进行车顶作业前,接触线必须断电并可靠接地,并防止未经授权将接触网重新接通供电!此外,必须遵守当地关于车顶作业的相关规定!

  2.安装


3 安装步骤


  调试

维修
1.维修等级

2.维修计划


注意

每次检查的维修项目都包含所有次等级检查的项目,如:‘D’级检查包括‘C ’,‘B’、‘A’和‘S’级检查项目!

3.维护工作

4.修正工作

故障处理、更换原则与维修
1.故障处理

  2.拆卸

  3.更换原则


  进行任何维护工作时,必须遵守本文第3 章的安全说明!

  碳滑板磨损到限时必须更换。更换新的碳滑板时,该架受电弓上的两块碳滑板必须同时更换。安装新的碳滑板时,使用新的螺母。

  有断股的导流线必须更换。

  支持绝缘子、降弓位置指示器绝缘子表面缺陷超出允许值时必须更换。绝缘子表面允许的缺陷为:面积小于25mm2,且深度小于1mm 的缺陷。

  任何损坏的紧固件、固定件、密封件必须更换。

  密封材料和自锁螺母在拆卸后必须无条件的更换。

  重新紧固的螺栓连接必须重新作标记。


  4.拆解


  5、维修

  6、组装

  7、重新安装

  8、参数设置与限度表

  9、投入使用/功能试验

2.专用工具及设备、易损件及备件清单


  本节列出的专用工具指不属于标准的工具,例如拔出工具、转矩扳手、起吊装置等;

  专用设备包括试验和检测专用设备等。在正文部分所需使用的专用工具清单见表23。


  1、专用工具

23 专用工具

  2、设备

  1.1 化学清洗剂

  1.2 涂层成分

  1.3 润滑剂

  1.4 其他设备

  3、测量和试验设备

  4、易损件及设备清单