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摘要:地鐵車輛是城市軌道交通的重要組成部分,受電弓是地鐵車輛的重要部件,通過受電弓,接觸網的電進入地鐵車輛設備,把電能轉化為地鐵車輛段的動能,地鐵車輛受電弓的狀態性能,直接影響地鐵車輛的運營,做好地鐵車輛受電弓的檢修保養,尤為重要。以南昌地鐵車輛受電弓為例,闡述了地鐵車輛受電弓的構造及維護。
關鍵詞:地鐵;受電弓;檢修維護
1概述
受電弓是車輛從接觸網取得電能的電氣設備,通過絕緣子安裝在車頂,升弓時,受電弓滑板與接觸網接觸取得電流,再經車頂導線傳送至車內高壓設備,供車輛使用。
2受電弓的工作特點
2.1升降弓
升降弓時間指在升弓氣囊處在額定工作氣壓時(南昌地鐵2號線升弓氣囊驅動壓力范圍360-450kPa),由落弓位升到最大工作高度和最大工作高度降至落弓位所需的時間?;迮c接觸導線接觸可靠,磨耗小,升、降弓不產生過大沖擊。升弓時滑板離開底架要快,貼近接觸導線要慢,防彈跳。降弓時脫離接觸導線要快,以防拉弧;落在底架上要慢,以防對底架有過大的機械沖擊。升弓時間(弓頭離開止擋到最大工作高度)≤8s降弓時間(最大工作高度到弓頭落到止擋位置)≤7s檢修維護作業中規定升降弓時間為:升弓8-1S,降弓7-1S。
2.2靜態接觸壓力
受電弓是靠滑動接觸來傳導電流的,弓頭滑板與接觸網導線形成摩擦偶件。為保證可靠的電接觸,其必須保持一定的接觸壓力,靜態接觸壓力是其主要技術參數之一,它包括三個部分。
2.2.1額定靜態接觸壓力
指在靜止狀態下,受電弓弓頭滑板在工作高度范圍內對接觸網導線的壓力。1)壓力值偏小,受流時離線率高,離線瞬間產生的電弧,影響正常受流,且使滑板和接觸網導線間的表面光滑度惡化,加劇碳滑條磨損。且易使接觸網導線和滑板間產生高溫,損壞接觸導線或滑板。2)壓力值偏大,機械摩擦增大,磨損也隨之增加,影響接觸網導線和滑板的使用壽命。
2.2.2同高壓力差
指受電弓弓頭在同一高度下,上升和下降時的靜態接觸壓力差。該值的大小,代表了受電弓各運動鉸接部分的摩擦力大小。為減小摩擦力,在受電弓中各鉸接部分均裝有滾動軸承。同高壓力差(理想值低于20N)。
2.2.3同向壓力差
指在工作高度范圍內,受電弓上升時和下降時的最大靜態接觸壓力差,代表了受電弓的總體調整水平。
3受電弓主要結構
受電弓主要由弓頭,上臂,下導桿,下臂,絕緣子,升弓彈簧,ADD控制箱和受電弓底架組成
4受電弓原理
4.1升弓
首先確定氣壓達到升弓規定最低壓力,按下升弓按鈕,壓縮空氣經電磁閥,再到受電弓控制單元,最后進入空氣彈簧,空氣彈簧動作帶動下臂桿運動,弓頭在平衡桿的作用下,在工作高度范圍內始終保持水平狀態,升弓過程應當平穩無有害沖擊,且升弓時間符合要求。
4.2降弓
按下降弓按鈕,空氣彈簧內的壓縮空氣排出,受電弓在其自身重力和阻尼器阻尼作用下,平穩緩緩下落,并落在底架橡膠止擋上。降弓過程應當平穩無有害沖擊,且降弓時間符合要求。
4.3電動泵應急升弓
電動泵應急升弓方式是采用蓄電池為電動泵供電,由DC110V電動泵泵風來實現受電弓的應急升弓功能。電動泵須工作在蓄電池正常的工況下,電動泵升弓裝置通過單向閥和受電弓升弓氣路連接。
4.4人工應急升弓
當電動泵故障或蓄電池電壓過低時應采用人工應急升弓方式升弓。人工應急升弓方式作為電動泵應急升弓方式的后備。采用人工升弓方式,腳踏升弓時需操作U15置于管路垂直位,還需注意觀察該升弓泵上壓力表數值,以保證弓網壓力正常,受流穩定,如圖1所示。說明:當總風管路的壓力達到6.5bar時,壓力開關(U09)閉合,向TMS輸送信號顯示可以升弓,這時可按下升弓按鈕,接通電磁閥(U05),向受電弓供風。當總風管路壓力低于4.5bar時,壓力開關(U09)斷開。當總風管路壓力低于4.5bar不足以升弓,將使用輔助壓縮機進行打風進行升弓。首先按下輔助壓縮機送電按鈕,激活列車線,輔助壓縮機開始工作,向氣路板(U06)供風,壓縮空氣經過單向閥(U02)、過濾器(U03)流向輔助風缸(U11),當輔助風缸的壓力達到8bar時,壓力開關(U08)斷開,輔助壓縮機停止工作,同時送給TMS信號顯示可以升弓,按下升弓按鈕,接通電磁閥(U05),向受電弓供風。在升弓的過程中由于輔助風缸中壓力在不斷降低,當壓力低于6.5bar時,壓力開關(U08)閉合,輔助壓縮機開始工作,繼續向輔助風缸中供風。
4.5ADD功能測試
ADD功能測試可操作圖1中U13ADD功能測試閥,此時需注意要將按壓管軸將弓頭控制和橡膠堆距離不超過20cm,以防止人處于弓頭之下和砸頂。操作U13可模擬碳滑條內氣體外泄,產生與氣囊相比的壓力差(0.2bar)膜片閥動作,氣囊通過U10快速排氣達到降弓。同時U12動作在電路圖中1、2觸電閉合,ADD故障繼電器得電,ADD故障回路自鎖,反饋ADD故障信息,U05控制回路斷路,U05失電受電弓無供氣。操作ADD故障恢復按鈕,可使ADD恢復電磁閥得電,截斷ADD控制箱至碳滑板氣路達到保壓,此時ADD故障恢復。由于U05已失電,升弓需重新操作升弓按鈕。注意:當主風缸無氣時,啟動應急升弓泵達到有升弓允許時,升弓操作只能先升MP1車受電弓。若升雙弓操作,MP2車無氣壓40S未升弓會報ADD故障。若報ADD故障,在總風達到4.8bar后可操作ADD故障按鈕兩次重新升弓。
5受電弓典型故障分析與處理
受電弓典型故障分析與處理的故障清單見表1.
6結語
剛性接觸網,弓網出現拉弧可能由于接觸網有小硬點,或接觸網安裝缺陷導致單條碳滑條出現短暫離線現象出現拉弧。碳滑板與接觸網磨合不佳,存在較多的導電斑點,當經過若干導電斑點時,電流經過導電斑點產生高溫可致使導電斑點融化、汽化或切削分離產生電火花。受電弓是地鐵車輛的重要設備,受電弓的良好狀態是地鐵車輛安全運營的一個重要保障,受電工的正常維護保養,當受電工出現故障時,可以參考以上分析,具體分析,對癥下藥,即能有效解決受電弓故障,保障地鐵車輛的正常運營。
參考文獻:
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[3]劉宇曦.對地鐵車輛受電弓故障分析研究[J].山東工業技術,2018(10)
作者:丁彬彬 曾祥金 方傳明 許亮 單位:南昌軌道交通集團有限公司