组成结构

  DSA250受电弓由:1.底架组成、2.阻尼器、3.升弓装置、4.下臂组成、5.弓装配、6.下导杆、7.上臂组成、8.上导杆、9.弓头、10碳滑板、11.绝缘子组成。

  材质

材质
底架
下臂 铝合金
上臂 铝合金
弓头 铝合金/不锈钢
上导杆 铝合金
碳滑板 铝质支座/硬碳
弓角 钛合金

技术参数
技术参数
产品名称:DSA250受电弓 产品型号:DSA250
设计速度 250 km/h
电力传输(标准) 25 kV/1000 A
静态接触力 70 N, 可调
动态接触力调整 风动翼片(如需要)
升弓机构 气囊驱动
输入压缩空气 4-10 bar
70 N接触压力下标称工作气压 约3.3 bar
弓头自由度 60 mm(垂向位移)

重量

约115kg
尺寸参数
尺寸参数
绝缘子安装高度 306 mm
落弓位 640 mm
最大伸展高度 3 000 mm
最小工作高度 940 mm
最大工作高度 2 850 mm
最小电气间隙 320 mm
压缩空气供应原理
升降弓原理

  当动车需启动受电弓时,首先由司机操纵升降弓手柄,通过控制系统发送升弓命令,当电控阀接收到电路信号后动作打开,压缩空气经由此阀进入气路控制阀板,通过打开气路控制阀板上的生气阀,讲压缩空气传输给气囊,气囊充气带动升弓装置,最终实现受电弓的升起。同时,还可以调节升降弓节流阀和调压阀对受电弓的升降弓时间及静态接触压力进行调整,保证运行时状态稳定。

升弓操作步骤

  1. 电磁阀(14)的入口处始终通有压缩空气。

  2. 可随时操作司机台上的受电弓提升杆以升起受电弓。

  3. TCMS可输出信号使电磁阀(14)得电,允许空气经空气滤清器(1)进入节流阀(升弓)(2),滤清器的作用是清除压缩空气中的灰尘和湿气。

  4. 然后,节流阀(2)允许空气压力缓慢进入减压阀(3)的入口。节流阀可用于调整升弓时间。

  5. 减压阀(3)的输出压力可以调整至预设值3.5bar。减压阀(3)可调整受电弓与接触网之间的静态接触力,其精度为±0.02 bar。由于气压每变化0.1bar会使接触压力变化10N,因此减压阀必须要有相当高的精确度。

  6. 之后压缩空气流入节流阀(降弓)(5),其作用是调整降弓时间。

  7. 如果减压阀故障,位于气路上的安全阀(6)可限制空气压力。安全阀的设定值是4.5bar。

  8. 压缩空气经一系列调整后流至气囊驱动装置(12),然后气囊驱动装置可激活升弓装置并使受电弓缓慢上升直至碳板接触到接触网线。

  9. 供电线路上还装有压力表(4)以显示减压阀的出口空气压力。

受电弓的自动降弓功能

  由于动车组运行的速度较高,受电弓极易因异物打击或接触网状态不佳造成故障,甚至发生刮网事故。为此,DSA25型受电弓集成了ADD自动降弓装置。

图2.ADD自动降弓装置

  当碳滑板磨耗过限时,碳滑板内部的气腔发生泄漏,连接在其上的压力开关检测到压缩空气值的变化,通过对压力值的比较,产生电信号,电信号通过网络系统的传输给主断路器,实现主断路器分闸的操作,同时,传输给电控闸,促使电控阀关断,停止压缩空气对升弓气路的供应。受电弓内部残留的压缩空气也经过快速降弓阀迅速排向大气,保证受电弓迅速降下,实现自动降弓的功能。

  自动降弓装置原理

图3.自动装置降弓原理

  •弓头损坏时,自动降弓装置必须能迅速使受电弓下降。

  •当碳滑板(13)破裂时,可气动操作该自动降弓装置自动降下受电弓,以免损坏接触网和受电弓。

  •压缩空气经由供风系统从受电弓驱动装置进入带有风道的碳滑板(13)。如果由于碳滑板(13)的缺陷而导致压缩空气泄漏,受电弓升弓装置中的气体会从快速降弓阀(10)中迅速排出。

  •其中碳条磨耗后高度小于5mm时,必须更换滑板。

常见故障分析及处理

  根据受电弓的原理及其在实际使用的运行状态总结,它的故障主要分为电路故障和气路故障两大类,运行中的动车租因易发生异物打击,因此气路故障较多,而电路故障则易发生在入库进行维修和调整时。其主要故障包括以下几类:

1、受电弓无法正常升弓

  受电弓的升弓主要由电路控制,气路驱动,因此受电弓无法升弓的原因有以下几种:第一,气路管存在泄漏,当存在泄漏时,即使所有通路都正常运行,压缩空气在大量泄漏后,其压力值也达不到驱动升弓装置的数值;第二,受电弓气路控制阀板故障,受电弓的压缩空气是通过阀板上的阀门来进行控制,通过对阀门的调整可以实现对受电弓升降弓时间和静态接触压力值的调整,若阀门之间的连接松动或存在漏气现象,将造成升弓运行缓慢甚至无法升弓;第三,受电弓内部轴承卡滞,当压缩空气驱动升弓气囊之后,气囊带动衔架和钢丝绳,驱动下臂轴承带动下臂运动,下臂再带动上臂及其轴承实现升弓,若轴承卡滞无法旋转整个受电弓的铰链系统无法运行,也就无法升弓;最后,受电弓的升降弓命令是通过电路进行传输的,若电气连接器插针发生弯折,动作不良等现象,也可能造成电路信号传输不畅,导致电控阀无法接受命令打开,压缩空气进入不到升气气囊,发生无法升弓的现象。

  对这些故障的处理主要是预防为主,做好日常维护工作,对受电弓各部件的调整,要严格按照维护计划进行。

2、受电弓受流性能不佳(频繁中断)

  动车组的牵引力是通过受电弓的受流来实现的,若受电弓无法正常受流,将对牵引系统产生很大的影响。

  受流性能不佳的原因,可能是电源软连接线损坏,电源软连接线的作用是在轴承处对电流分流,防止轴承的电离损伤,若其损坏电流流通不畅,影响受流;另外,碳滑板的损坏以及受电弓内部摩擦过大,接触压力值过低都可能造成受流频繁中断。

  对这些原因的主要措施为,损坏的部件进行更换,需要调整的静态接触压力值要通过正确的方法重新进行调整,同时加强对受电弓运行状态的监控。

3、弓头碳滑板故障

  碳滑板材质多为硬碳,作为受电弓的一部分,通过其与接触网线的直接接触现实受流,为动车组提供动力。而接触网导线多为铜合金,硬度大于碳滑板,因此使用中经常会出现碳滑板磨耗过限,而磨耗国潮的滑板会因为其内部气腔的漏风启动自动降弓的功能,使受电弓无法升起,造成故障。

  造成碳滑板故障的主要原因为:静态接触力调整不良。适当的静态接触力既保证了受电弓的稳定电流,又能保证碳滑板的使用寿命,若压力值过大,可能造成碳滑板与接触网线间压力过大,摩擦加剧;若压力值过小,在线路高低起伏的接触网区域,易造成受电弓的离线,甚至刮网事故。

  采取的主要措施为几十对静态接触压力进行调整,正常的接触力值为 70 ± 5N,调整的依据为弹簧秤现实数值,而非控制阀板上的压力表数值。

4、压力开关故

  压力开关通过对压力值的比较发出电信号给电控阀,通过对电控阀的控制,控制气路的通断。因此压力开关损坏或调整不当会造成无法升弓或升弓后无显示。当发现已升弓但无法显示或显示延长就可判断为压力故障。首先检查压力开关调整是否得当,功能作用是否良好,若有部件损坏则需进行更换。

  通过以上对常见故障的分析,可以看出,受电弓的故障都可以通过日常维护几十发现并避免故障的发生,因此在动车组每次进库检查时,都要对受电弓的组成部件进行全面认真的检查,对数据仔细核对,并严格按照维护计划和作业标准执行,保证其顺利运行。

接口

  绝缘子安装孔:共有三个(Z),是受电弓与车顶固定的安装点。

  电气接口:共有三个(X、Y),是受电弓的电流流出点。

  空气接口:共有两个(V、W),是受电弓的压缩空气输入接口以及去压力开关的空气接口。

参考文献

  [1].腾丽娜,DSA250型受电弓原理及常见故障分析[J].黑龙江科技信息杂志:165

  [2]200了km/h动车组受电弓.ppt[Z].长春轨道客车股份有限公司