技术参数

技术参数
受电弓名称 单臂受电弓
型号 DSA200
设计速度 200km/h
额定电流 1000A
额定电压 25kV
静态接触压力 70N±5N(可调)
升弓驱动方式 气囊装置
自动降弓时间 1.2s(到离网 150mm)
升弓时间 ≤ 5.4s 
降弓时间 ≥4s
输入空气压力 0.4~1MPa接触压力
升弓最小压力 0.32MPa
滑板压力变化10N 空气压力变化0.01MPa
正常工作压力(70N时) 0.36~ 0.38MPa
弓头垂向移动量 60mm
精密调压阀耗气量 输入压力<1MPa时不大于11.5L/min
纵向安装尺寸 800mm
横向安装尺寸 1100mm
折叠长度 2561mm
最大升弓高度 3000mm(含绝缘子)
落弓位高度 588mm(含绝缘子)
重量 126kg(不含绝缘子)

尺寸参数
尺寸参数
纵向安装尺寸 800mm
横向安装尺寸 1100mm
最低处折叠长度 约1423mm
绝缘子高度 约319mm
落弓位高度 588mm(612mm上臂最高处)
最大升弓高度 3000mm
最低工作高度 约888mm
最大工作高度 约2800mm
碳滑板直线长度 约1250mm
滑板总长度 约1576mm
弓头长度 约1950mm
弓头宽度 约5802mm
折叠长度 约2561mm
结构原理

  DSA200受电弓的结构特点与原先国内普遍采用的弹簧式受电弓有非常显著的区别,其结构组成如图所示。其动作过程通过两套嵌套的四臂连杆机构完成。

  第一套四臂连杆机构主要由底架、下臂杆、上框架以及拉杆形成,该机构的作用是使受电弓完成工作过程中的升降动作。

  第二套四臂连杆机构主要由下臂杆、上框架、平衡杆、弓头组成,该机构作用是在受电弓的工作高度保持弓头的水平状态。在驱动装置的空气弹簧没有外部气压源时,受电弓靠自重维持在落弓位;气囊充气时,驱动装置通过钢丝绳绕下臂弧板运动,推动下臂杆抬起,通过拉杆,使得上框架升起,弓头与接触网接触,完成受流过程。

特性

  1.较小的气动阻力及不同气流条件下保持不变的气动性能;

  2.由于总量较小以及有利质量分配,在低触点压力情况下以少量电弧进行能量传输;

  3.在单牵引以及多牵引时滑板运行效率较高;

  组件更换的简单易行使得维修极为方便,维护快捷无障碍,且维修费用极低 。

主要特点

  一、技术先进、世界范围普及率高

  DSA系列受电弓,技术成熟,产品在欧、亚、美等几大洲均有较高的市场占有率。这一技术在我国的成功引进,完全符合铁道部倡导的在我国铁路机车车辆产品方面打造中国“奥迪”的战略方针。

  二、动态接触性能好

  先进的结构设计及大量采用优质铝合金和不锈钢等轻型材料保证了较轻的整弓质量,是TSG3型受电弓质量的一半;尤其是轻质量的弓头及较大的弓头自由度实现了弓网的良好接触,在已进行的弓网试验检测表明,离线率几近为0%。

  三、寿命长

  整弓的设计寿命为30年;易损件设计寿命均在5年以上。

  四、在接触网线正常的情况下,实现10万公里免维护

  由于关键件采用国际知名品牌,质量可靠,如荷兰KONI公司的阻尼器,德国KNORR公司和日本SMC公司的阀类,德国INA、ASK、及FAG轴承,法国生产的气囊等。高质量配件的采用大大降低了产品的故障率及维修费用。

  五、耐侯性及耐腐蚀性强

  产品可在-40℃~+70℃的气候条件下正常使用,适应中国广大地区及高温、高寒、高空气盐密地区。

  六、安全独特的ADD系统

  独特的自动降弓装置(ADD系统),系统结构简单、可靠性高,反应灵敏,动态情况下1.2s离线150mm。

  七、可匹配集成化主断控制器

  在弓网故障发生时,主断控制器可断开机车主断路器,从而避免了带负载降弓时弓网之间产生拉弧而损坏受电弓和接触网。该装置输出为无触点控制,体积小、可靠性高、安装简单。

  八、产品的质量保证期长 ,整弓的质量保证期为50万公里或48个月。

  ADD气路保护系统

  与原来的弹簧式受电弓不同, DSA200受电弓上增加了一套ADD气路保护系统。该系统由碳滑板、测试阀、停止阀、ADD阀体、气囊等部分构成(见图2)。

  在正常的升弓以及降弓的操作工况下,ADD阀不工作。其中与碳滑板连接的腔体内部气压保持与碳滑板内部毛气管一致。正常状态下,ADD内部通过一个节流阀控制不断给碳滑板内部毛细气管供气,保证其气压平衡,并防止小泄漏事故引起降弓动作的发生。

  ADD起的作用

  受电弓碳滑板安装不劳固或由于运行产生断裂、裂纹。

  压力开关损坏。

  通气管路出现裂纹、断裂、折断等现象。

  由于外物击打,测试阀及停止阀造成破裂出现漏风现象。

DSA200型单臂受电弓检修工艺

  1、底架及铰链机构检修要求

  1.1 底架及铰链机构各部件不许有弯曲、变形、裂纹;

  1.2 轴承完好,转动灵活;油堵、油杯齐全,油路畅通,油润良好;分流线紧固,界面缺损不许超限。

  1.3 定位橡胶不得老化、裂纹、变形。

  2、弓头部分检修要求

  2.1 滑板条不许有严重缺损。滑板条须安装牢固、平整、密贴、其厚度、局部磨耗深度及接缝间隙不许超限。

  2.2 弓角不许有裂损、锈蚀、变形。滑托板订平面平整,与滑板条之间应平滑过度,间隙不许超限。

  2.3 弹簧状态良好。弓头的活动部分在任何高度均能动作灵活。

  3、瓷瓶(高压绝缘子)检修要求

  3.1 瓷瓶表面光洁、安装牢固、有裂纹者更新。如表面缺损应进行绝缘处理。缺损面积大于3cm2时,更换。

  3.2 铁质零件不许有裂纹、锈蚀,浇筑牢固,不许有裂缝、掉块现象。

  4、弹簧检修要求

  4.1 各弹簧不许有裂损、锈蚀,自由高度符合限度规定。

  4.2 升高装置的调整螺杆螺纹完好,不许有严重锈蚀;钢丝拉绳完好。

  5、传动机构和控制机构检修要求

  5.1 气囊有裂损、老花、变形者更新。阻尼器有泄露者更新。钢丝绳连接器不良者更新。

  5.2 风管及接头不许有泄露。精密调压阀作用良好,不许有破损、漏泄现象。自动降弓控制箱安装牢固,作用良好。

  6、外漏的铁质零件应除锈、涂漆处理。

  7、受电弓检修要求

  7.1 在最小气压下,滑板应能顺利上升至最大高度而不许有卡滞现象。

  7.2 滑板中心须沿其垂直中心在线下灵活移动。滑板在工作高度范围内其中心线与机车车顶中心线偏差符合限度规定。滑板在工作高度范围内,横向保持水平,滑板水平高度在1250mm工作长度范围内其高低偏差不许超限。

  7.3 滑板下落时,应与两止檔同时接触,两止檔水平差不许超限。

  7.4 弓头横向摆动幅度须符合限度规定。

  7.5 在测量高度500~2250mm范围内及额定气压750KPa下,测量受电弓的静态接触压力及压力差应符合限度规定。

  7.6 在额定气压750KPa下,高度从0至1800(或从1800至0)mm范围内,受电弓的升降时间须符合限度规定,且缓冲作用良好,对接触网及底座均不许有有害冲击。

  7.7 在最大工作气压1000KPa下,气路不许有泄漏现象。

受电弓检修步骤
一、检修设备、工具及材料

  1、设备

  受电弓试验台、风源、风管、3L储风缸。

  2、工量具

  两用扳手、扭力扳手8~40Nm、60~220Nm、油枪、手锤、木锤或塑料手锤、高度量尺、钢板尺(300mm)、卷尺(3m)、游标卡尺、弹簧秤(0~200N)、水平仪(600mm)、机械秒表、钳工常用工具。

  3、材料

  棉丝、白布、中性清洁剂、润滑脂、试漏剂、导电接触脂、环氧树脂油漆、清洗剂、滑板条。

二、检修工艺过程

  1、解体前检查

  1.1 将受电弓连同底盖一起吊至受电弓检修平台。

  1.2 解体前检查:对受电弓进行解体前的全面检查。

  2、解体

  2.1 分解连接件。

  2.2 拆软连接编织导线。

  2.3 卸下主通气管,然后提取出气囊装置。卸开固定钢丝绳的螺栓,拆下钢丝绳。卸下开口销、销轴,提出升高装置。

  2.4 解体弓头、滑板、弓角。

  2.5 解体调整缓冲器:(阻尼器做外观检查和试验)

  2.5.1 卸下保护套

  2.5.2 松开调整螺栓的锁紧螺母

  2.5.3 将防尘盖(拧到上接头。当无法拧开锁螺母时,可将接头拔高4mm;

  2.5.4 标好位置,向左拧紧,旋转的圈数与调整的圈数相对应(最多为2.5圈);向右旋转所需的圈数,同时数好该圈数(对最后位置的复原没有影响)

  2.5.5 将缓冲器拉长10mm,将防尘盖拧到原先的位置,固定好,装上防尘套,注意保护套的排水口须在底部。

  3 清洗检修

  3.1 使用专用高强度清洗剂清洗各零部件表面,然后用清水洗干净表面的清洗剂,再用干棉丝或白布擦干。检查绝缘风管不得有裂损;更新塑料风管,双次中修更新绝缘风管。

  3.1 检查上框架、底板、下臂杆、传动机构、牵引钢丝绳状态应符合技术要求。更新滑板条。

  3.2. 缓冲器磨损、漏油时,必须更换缓冲器。

  更换缓冲器操作步骤如下:

  将新缓冲器固定在垂直位置,固定在下,拉出缓冲器,压5次。使长度为54mm,

  落弓位置的安装长度为480±1.5mm。如受电弓上的实际长度大于481.5,可在下臂和螺栓之间装入φ8.4 垫圈,或最多拉出接头5mm ,并用螺母固定。如在受电弓上的实际长度小于478.5mm,可将上接头最多拧入3mm,并用螺母固定。

  3.3 解体清洗阀板上的过滤器。拧开外罩,清理灰尘、水。

  3.4 检查轴、套、各杆件接头及轴承,各销套磨耗量大于原形的10%时更换。

  3.5 检修升高装置

  解体检修升高装置的气囊,无龟裂、老化、变形。更新使用8年以上的气囊。更换气囊时,须作保压试验,并应承受1.5倍的额定气压。检查内部连接传动机构状态应符合技术要求。在受电弓垂直运动几次后,检查绷紧钢丝绳,把气囊装置的可动部分固定在钢丝绳中间。

  3.6 擦拭检查绝缘子。表面光洁,安装牢固,不允许有裂纹,如表面缺损面积大于3cm2时时更换。

  3.7 对整台受电弓外露铁质零件除锈、涂漆。

  3.8组装:按解体相反顺序组装。

  4、试验与调整

  4.1 气囊与气路的气蜜性试验:将气囊与容积为3L的储汽缸相连,并充以500kpa的额定气压后关闭气源,10min后汽缸中的气压不超过5%。

  4.2 受电弓调整试验应在受电弓安装后进行。并在调试工作前,做几次(至少两、三次)升弓和降弓试验。

  4.3 静态压力特性调整

  4.3.1 接入压缩空气管并打开精密调压阀,首先初调受电弓静态接触压力,将将精密调压阀完全转到“-”位置,打开升弓电空阀。在受电弓顶管上挂弹簧秤,再调精密调压阀,直到受电弓慢慢上升为止。然后,在弓头升高1.6m时,人力阻止受电弓上升,使弓头能在这一高度处停留。弹簧秤应显示为70N。

  4.3.2 精调静态接触压力:用弹簧秤使受电弓缓慢地朝下运动,而后,再向上缓慢运动。(上升和下降运动均是在大约1.6m的高度上进行,且每次上、下移动距离为0.5m),取平均值为70N。

  受电弓向下运动时,力的最大值不超过80±5N,向上运动时,力的最小值不小于60±5N。在同一高度两个值之差都不应大于18N。调压阀上的压力表只能做粗略检查,不能做校正依据。拧紧精密调压阀手轮防松螺母,固定调压阀的最终调整压力。

  4.4 调整试验要求

  4.4.1 额定静态接触压力:在静止状态下,弓头滑板在工作高度范围内对网线的压力。要求压力值70±10N。

  4.3.2 同高压力差:受电弓在同一高度下,上升和下降静态接触压力差。要求不大于18N。

  4.3.3 同向压力差:工作高度范围内,受电弓上升或下降时的最大静态接触压力差,要求不大于10N。

  4.4 升降弓时间调整

  4.4.1 调整要求:调整过程应在0.36~0.38Mpa额定气压下进行。通过阀板上的两个节流阀调整。静态接触力调整好后,从受电弓的落弓位置到工作位置,即受电弓从落弓位置上升2m高(包括绝缘子)的升弓时间和降弓时间。

  升弓时间:≯5.4s

  降弓时间:≯4s

  升弓时,受电弓不允许有任何回跳。降弓时,受电弓必须有缓冲,并落在两个橡胶减震器上,允许降弓时有轻微弹跳。并保证弓头与弓架之间有8—10mm的间隙。

  4.4.2 调整方法:调整调节阀控制受电弓的运动速度,使其满足升、降弓时间的要求。

  4.5 自动降弓装置ADD的调试

  4.5.1 将自动降弓装置的关闭阀在“开ON”位置、试验阀在“关闭OFF”位。气囊工作正常。受电弓升起。

  4.5.2 将试验阀在“工作OPERATION”(操作)位。快速降弓阀排气,受电弓快速下降。

  4.5.3 关闭阀放在“关闭NO”位,可重新启动受电弓。

  4.5.4 试验后打开关闭阀、关闭试验阀,恢复受电弓正常工作状态。

  5、弓网故障快速自动降弓装置

  为扩大ADD自动降弓的功能,保证机车的正常运行,在SS7E型、固定重联电力机车上加装了弓网故障快速自动降弓装置。

  5.1 弓网故障快速自动降弓装置的功能及特点

  5.1.1 “自动降弓装置”的主要功能包括:

  在受电弓滑板出现断裂、拉大沟槽、磨耗到限等损坏或绝缘导管断裂时,实现快速降弓。

  降弓动作的同时,能自动切断机车主断路器,避免带负载降弓产生拉弧火花而损坏受电弓滑板和接触网导线。

  自动降弓的同时,可实现声响和指示灯报警,当与机车语音箱接口时,可同时实现监控语音箱报警,便于乘务员了解情况,及时采取措施。

  可方便实现“自动降弓”和“正常降弓”功能的快速转换,即当“自动降弓装置”自身发生故障时,不影响机车的正常运行及操作。

  5.1.2 “自动降弓装置”的特点

  5.1.3 “自动降弓装置”降弓动作响应时间快(小于0.7秒)。

  5.1.4 降弓动作同时自动切断机车主断路器,响应时间小于0.2秒。

  5.1.5 机车车顶采用聚四氟乙烯管进行高低压隔离,安全可靠。

  5.1.6 工作温度 –40~70℃

  5.1.7 具有多种报警功能。

  5.2 工作原理

  当发生弓网故障,即碳滑条的气道或控制管路损坏漏气时,导致控制管路内的气压下降。“自动降弓装置”检测到气压变化,给出控制信号,断开主断路器、切断机车升弓主气路、快排阀迅速排空受电弓气囊内的压缩空气、使受电弓迅速下降、发出报警信号,实现快速降弓。

  5.2.1 关闭“自动降弓装置”时

  将电气控制箱的“运行/库用”开关置“库用”位,此时“自动降弓装置”处于非工作状态,受电弓恢复原控制程序:

  升弓时,合升弓扳键开关,升弓电空阀得电,压缩空气经电空阀、主气路管进入升弓气囊,受电弓升起。

  降弓时,断开升弓扳键开关,电空阀失电,切断进入气囊的主气路,电空阀的排气口打开,气囊与大气相通,排出气囊内的压缩空气,受电弓降下。

  5.2.2 开启“自动降弓装置”时

  将电气控制箱的“运行/库用”开关置“运行”位,“自动降弓装置”处于工作状态。

  合升弓扳键开关,电空阀得电,压缩空气经电空阀后、一路送入受电弓气囊,另一路向碳滑条气道充气,受电弓升起。

  自动降弓过程:

  当发生弓网故障时,产生漏气,使控制管路内压缩空气压力降低。压力开关检测到控制管路内的压力变化后,切断进入受电弓气囊的主气路(关闭升弓电空阀),电气控制箱发出报警信号并切断机车主断路器;同时,打开快排阀排气口,将受电弓气囊内的压缩空气直接排入大气,实现快速降弓。

  5.3 试验方法

  试验前“自动降弓装置”必须进行一次全面的检查,确认无误后方可通电、通气试验。试验可在库内或库外有电区进行,试验步骤及方法如下:

  5.3.1 关闭“自动降弓装置”

  反复升降弓三次,确认受电弓升降弓正常后,再进行试验。

  5.3.2 开启“自动降弓装置”

  反复升降弓三次,确认受电弓升降弓正常后,再进行试验。

  5.3.3 模拟“自动降弓”试验

  (1) 合主断路器。

  (2) 在车内持续按住电气控制箱的“试验按钮”。此时“自动降弓装置”将迅速反应:主断路器断开、快速自动降弓、电气控制箱报警灯亮,内置报警器发出声响。如果装置与机车语音箱连接,将会同时发出语音提示:“I位端自动降弓动作”或“II位端自动降弓动作”。

  (3)模拟降弓试验完成后,松开“试验按钮”。受电弓恢复正常。

  5.4 主要技术参数

  额定电压 (V)………………………………… DC110

  主断路器动作响应时间(S)………….……. 0.2

  快速降弓动作响应时间(S)…..…….……..1.5

  检测压力范围(kpa)………………….….. 20~700

  工作温度范围(0C)……………………...-40~70

  5.5 检修

  5.5.1 擦拭“自动降弓装置”用于高低电压隔离的聚四氟乙烯管。检查“自动降弓装置”在受电弓上安装的管路接头和接头是否有漏气现象,各连接软管的固定情况。检查电气控制箱的工作情况,各插头连接是否良好。

  5.5.2 检修车顶设备,检查各阀的工作状态是否良好,连接管接头是否有漏气情况。受电弓上冲气碳滑条、连接软管、接头状态是否良好,有无漏气情况。电器控制箱的检查,检查“自动降弓”动作是否正常,“非自动降弓”动作是否正常。在“自动降弓”状态下,对正常的升降弓时间进行测量和调试。

参考资料

  [1].张天胜SS34000系及SS3B固定重联电力机车教学讲义(DSA200型单臂受电弓检修工艺)[Z].武南电力检修车间