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地铁电客车受电弓常见故障原因分析及处理

作者：刘永发

来源：《科技风》2017年第15期

摘 要：地铁作为一种新兴的城市轨道交通方式，在四大直辖市和绝大多数省会城市及重要城市当中得到了快速普及。现在，一大批地铁线路先后投入运营，为缓解城市的地面交通压力发挥着重要作用。对于地铁客车来说，受电弓的故障比较常见，常常会影响到地铁的正常运营。为了减少地铁受电弓故障的发生率，让地铁更好地服务于城市交通，我们有必要对受电弓常见的故障原因进行分析，探索出合适的处理方案。

关键词：地铁电客车；受电弓；常见故障原因；分析及处理

如今，随着国内城市化进程的加快，城市的规模在不断扩大，城市人口呈爆炸性增长。这给城市的市内交通带来了很大的压力。尤其是对于一线城市来说更是如此。正因为如此，城市轨道交通应运而生。但是，地铁在运营的过程中也会出现一些故障。比如受电弓故障。它对于地铁的正常运转常常会带来严重影响。这里针对车辆受电弓常见的故障之原因进行一些分析，并探索出有效的处理方案。为其他类似车辆的受电弓日常维护与检修提供参考[1]。 一、弓头与接触线产生电弧

受电弓的工作质量的优劣将直接影响运输的安全和效率[2]。地铁受电弓的主要功能，在于从额定电压为DC1500V的接触网获取电源，来供给地铁的电力线路，维持地铁的运转。另外地铁在进行电制动的环节，也可以再生系统，对列车实现由动能到电能的转换，反馈给接触网以便于其他列车班次的使用。它有效地发挥了双向传递枢纽的功能。而在地铁的运营过程中，常常会出现弓头与接触线产生电弧的状况。这里我们以成都地铁一号线为例，通过检查发现其直接原因在于：①接触压力低；②弓头转动不灵活或变形；③采用了新的接触线。 关于第一种情况，其处理方式在于：①检查受电弓供风气压，如果气压低于规定值，重新调整气压值；②如气动元件出现故障，检查和更新故障的气动元件。

关于第二种情况，其处理方式在于：检查弓头是否能够灵活摆动，维修或必要时更换弓头。

关于第三种情况，其处理方式在于：光整接触线。 二、无法升弓的情况

造成这种情况的主要原因在于：①控制电路故障；②气路故障；③升弓气囊缺陷；④轴承故障。

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关于第一种情况，其处理方式在于：对电路故障进行检查，及时处理电路故障，对故障元件进行更换。

关于第二种情况，其处理方式在于：

①对气路各阀开关进行检查，判断其状态是否正常。②对于气路是否泄漏或堵塞进行检查，判断其状态正常与否；对故障元件进行更换；③对受电弓气路压力和车辆供风压力是否正常进行检查，一旦发现不正常就要及时进行处理。

关于第三种情况，其处理方式在于：对升弓气囊和固定装置进行检查，必要时修理或更换。

关于第四种情况，其处理方式在于：对轴承进行检查，必要时对轴承进行润滑，或更新轴承。

三、升弓无法保持的状况

造成这种状况的主要原因在于：①气路发生故障；②升弓气囊缺陷。

关于第一种情况，其处理方式在于：①对气路是否泄露进行检查，一旦发现气路由泄露的状况，就要及时进行处理。②对于受电弓气路压力和车辆供风压力是否正常进行检查，对于故障元件进行更换。

关于第二种情况，其处理方式在于：对气囊和固定装置进行检查，必要时要及时进行修理或更换。

四、无法降弓的状况

造成这种状况的主要原因在于：①控制电路出现故障；②气囊出现缺陷

关于第一种情况，其处理方式在于：对电路的故障进行检查，对故障元件进行维修或更换。

关于第二种情况，其处理方式在于：对升弓气囊进行检查，必要时对其进行更换。 五、碳滑板异常磨损

正常情况下，受电弓碳滑板的工作中总会产生一些磨耗，但这种磨耗作用是较为均匀的。一旦磨耗到限，便会立即进行更换。然而，因不同线路的受电弓在碳滑板和接触网之间的受流工况存在着区别，碳滑板在工作过程中难免出现断裂及剥离、掉块、裂纹、灼烧、偏摩这些状况。最终导致使用寿命缩短。而这种异常磨损的状况又可体现为：

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1）受电弓偏磨。

运用过程中因机械原因，造成两侧碳滑板的受力失衡，造成碳滑板产生偏磨状况。成都地铁一号线运用对受电弓弓头重心位置进行调整的手段，使这一状况得到了化解。 2）碳滑板掉块。

因弓网撞击这些因素，一些碳滑板常常产生大面积掉块、缺块这些状况。而一旦缺块过多的超过截面的宽度，则会缩小碳滑板的受流面积。以至于造成工作过程中的断裂状况。 3）碳滑板出现纵性裂纹。

在碳滑板的中央，由顶部至底部是全部裂通的。一旦碳条发生断裂，则在运行过程中，原本由整个碳条承受的冲击力就要变味由部分碳条承担。这严重地损害了抗折强度，最终造成碳条脱落。

4）碳滑板拉弧、灼伤剥离等异常电气损伤。

因碳滑板承受的电流较大，一旦温度上升，则粘接层会被烧坏，使碳滑板同金属托架之间发生剥离，在碳滑板的边缘处产生严重的电弧击穿。对此，成都地铁一号线对于标准静态接触压力进行了有效调整，缓解了这一状况。

而我们要向从根源上避免碳滑板拉弧、灼伤剥离等异常电气损伤的发生，那么必须首先基于车辆、线路的受流工况，按照线路具体对于电路密度的需求，来选择合适的碳滑板，避免碳滑板在超负荷运转下，所引发的龟裂、断裂、脱胶掉落这些严重故障。另外我们还要将碳滑板在密度、电阻率、耐高温强度、耐短路电流强度、硬度、抗折强度、材质、寿命、受电弓结构、碳滑板同托架间的粘接形式、接触电阻这些重要因素一并考虑在内。 六、故障的预防措施

现有地铁车辆一般依靠电力系统牵引运行，而其中最关键的部位就是地铁车辆与电网连接的受电弓处[3]。为了有效地预防受电弓故障的发生，我们可以采取如下措施：在运输过程中，一定要确保受电弓各部件，尤其是弓头、上框架等不被损坏，将上框架的顶管以绳索等捆扎到底架上。如果运输距离较长，采用火车、汽车等方式运输，则必须用单独的包装箱来分别包装不同的受电弓，或采取专门的运输架。 参考文献：

[1]贺飞，肖虎，等.浅析地铁车辆受电弓日常维保与故障排查[J].技术与市场，2016，3（15）：101102.