李峰 關(guān)瓊浩 崔爽 楊宏濤

摘 要：鄭州地鐵1號線一期車輛采用TSG18G1型受電弓，由中車株洲電力機(jī)車有限公司電氣設(shè)備分公司提供。文章結(jié)合GB50157-2003地鐵設(shè)計規(guī)范及1號線車輛合同技術(shù)規(guī)格書，對鄭州地鐵1號線一期車輛受電弓的選型進(jìn)行討論，同時為鄭州地鐵后續(xù)線路及其他城市地鐵車輛受電弓選型提供參考。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛；受電弓；選型；鄭州地鐵

中圖分類號：U231+.94 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）29-0051-02

Abstract： The TSG18G1 pantograph is used in the first phase of Zhengzhou Metro Line 1， provided by the Electric equipment Branch of Zhuzhou Electric Locomotive Co.， Ltd. This paper discusses the selection of the pantograph for the first phase of Zhengzhou Metro Line 1 based on the GB50157-2003 Metro Design Code and the Technical Specification of the contract for vehicles on Line 1. At the same time， it provides a reference for the selection of pantograph for Zhengzhou subway and other metro vehicles.

Keywords： subway vehicle； pantograph； selection； Zhengzhou Metro

1 TSG18型受電弓簡介

鄭州地鐵1號線一期電客車均采用TSG18G1型受電弓，是中車株洲電力機(jī)車有限公司電器設(shè)備分公司從西門子公司引進(jìn)升級優(yōu)化的國產(chǎn)化項目。該型號受電弓屬氣囊式受電弓，具有重量輕、歸算質(zhì)量小、結(jié)構(gòu)簡單、工作高度范圍大、承受電流大、防震性能好、使用維護(hù)方便等特點，具有更好的弓網(wǎng)跟隨性及集電穩(wěn)定性。

1.1 折疊高度

TSG18G1型受電弓的折疊高度不大于310+10mm，工作高度范圍可達(dá)150mm-1950mm（可根據(jù)要求適當(dāng)調(diào)寬范圍），最大升弓高度不小于2550mm。受電弓的折疊高度小，工作范圍大，能夠更好的適應(yīng)各種不同接觸網(wǎng)高度設(shè)計。

1.2 弓頭質(zhì)量、弓頭懸掛方式和耐震性能

受電弓弓頭在保證集電能力的情況下選用兩條60mm寬的碳滑板，更好的簡化弓頭的結(jié)構(gòu)設(shè)計及降低弓頭質(zhì)量。弓頭懸掛由兩組橡膠彈簧元件組成，呈對稱分布于弓頭兩側(cè)，能夠很好的吸收弓網(wǎng)之間的高頻震動。同時，氣囊式受電弓底架上安裝的阻尼器和兩個垂直氣囊也可吸收各種因素引起的低頻震動，更好的保證受電弓的動態(tài)集電穩(wěn)定性。

1.3 弓頭自由度

受電弓弓頭自由度是受電弓升起后，弓頭繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的前后夾角大小值，弓頭自由度較大的受電弓能夠更好的保證弓網(wǎng)之間的貼合度，使其具有更高的集電穩(wěn)定性。TSG18系列受電弓弓頭自由度≥10°，可很好的避免出現(xiàn)碳滑板偏磨現(xiàn)象，保證受電弓穩(wěn)定受流。

1.4 材料和總重

受電弓底架、下臂桿和平衡桿由型鋼構(gòu)成，通過噴涂油漆進(jìn)行防腐保護(hù)；拉桿采用鋁合金棒材加工，上框架采用變徑的鋁合金管焊接而成，上述選材在保證受電弓結(jié)構(gòu)強(qiáng)度前提下，盡可能的降低了受電弓總重及歸算質(zhì)量，更好的提高了受電弓動態(tài)跟隨性及集電穩(wěn)定性。

1.5 壓力補(bǔ)償

鄭州地鐵1號線一期車輛使用的TSG18型受電弓采用氣囊升弓方式，靠氣壓的持續(xù)補(bǔ)償來維持受電弓升弓狀態(tài)，該功能的實現(xiàn)主要依靠氣閥箱中的精密調(diào)壓閥。精密調(diào)壓閥安裝于受電弓氣閥箱組裝，用于連接調(diào)整受電弓氣囊的升弓氣壓。精密調(diào)壓閥在50%載荷變化時，響應(yīng)時間小于0.2S，具有較高的靈活調(diào)壓能力。

2 選型的合理性

2.1 落弓高度

落弓高度指的是受電弓落弓狀態(tài)下，受電弓最高點至軌面之間的距離。該參數(shù)主要為保證地鐵限界而設(shè)定。GB50157-2003_地鐵設(shè)計規(guī)范中要求受電弓落弓高度為3810mm；結(jié)合鄭州地鐵1號線隧道實際情況，鄭州地鐵1號線及其增購車輛合同技術(shù)規(guī)格書中要求落弓高度分別為≤3830mm和3810mm-3860mm。

中車株洲電力機(jī)車有限公司和中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司在車輛設(shè)計時，針對落弓高度設(shè)定參數(shù)均為3810mm。詳細(xì)數(shù)據(jù)見表1。

截止2018年1月30日，鄭州1號線所用株機(jī)車輛已運營4年零1個月，四方車輛已運營1年時間，由于輪對的消耗，輪徑值逐漸減小，因此落弓高度也會變小。從兩方電客車各抽取1列進(jìn)行實際測量，落弓高度均已低于限界要求的3810mm。詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2。

綜合上表可知，鄭州1號線現(xiàn)有車輛落弓高度均滿足GB50157-2003_地鐵設(shè)計規(guī)范及鄭州地鐵1號線及增購車輛合同技術(shù)規(guī)格書相關(guān)要求。

2.2 技術(shù)參數(shù)

TSG18型受電弓是經(jīng)西門子引進(jìn)后優(yōu)化而來，為地鐵車輛設(shè)備國產(chǎn)化項目。實際設(shè)計中，中車株洲電力機(jī)車有限公司電器設(shè)備分公司將依據(jù)不同客戶實際需求情況進(jìn)行微觀調(diào)整。

TSG18G1型受電弓技術(shù)參數(shù)及鄭州地鐵1號線及其增購車輛合同技術(shù)規(guī)格書中要求參數(shù)對比如表3。

從表3的數(shù)據(jù)對比可知，TSG18G1型受電弓各項技術(shù)參數(shù)均符合鄭州地鐵1號線及其增購車輛合同技術(shù)規(guī)格書中的相關(guān)要求。

2.3 受流能力

受電弓受流能力關(guān)系到電客車正常的運行安全，是受電弓設(shè)計時的關(guān)鍵參數(shù)。鄭州地鐵1號線一期車輛所用牽引系統(tǒng)由西門子公司提供，西門子公司針對鄭州地鐵1號線一期車輛特性，進(jìn)行整車電流計算。在網(wǎng)壓1500V時，所有負(fù)載正常工作及AW3工況下計算得牽引時整車線電流最大值為3400A；在網(wǎng)壓1500V時，所有負(fù)載正常工作及AW3工況下計算得制動時整車電流最大值為3900A。

鄭州地鐵1號線開通運營4年后，挑選株機(jī)和四方共4列電客車進(jìn)行抽檢，抽檢詳細(xì)數(shù)據(jù)見表4。

綜上所述，TSG18G1型受電弓受流能力滿足設(shè)計要求及鄭州地鐵1號線實際需求。

3 結(jié)束語

本文簡述了地鐵車輛受電弓的使用現(xiàn)狀，詳細(xì)介紹了鄭州地鐵1號線一期車輛選用的TSG18G1型受電弓技術(shù)特性，結(jié)合GB50157-2003_地鐵設(shè)計規(guī)范及鄭州地鐵1號線及增購車輛合同技術(shù)規(guī)格書相關(guān)要求闡述并證明了選型合理性。同時通過對TSG18G1型受電弓各技術(shù)參數(shù)、受流能力等特性的分析介紹，為鄭州地鐵后續(xù)線路及其他城市地鐵車輛受電弓選型提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]于淑君.城市軌道交通車輛受電弓受流穩(wěn)定性研究[D].上海工程技術(shù)大學(xué)，2010.

[2]施仲衡.GB 50157-2013.地鐵設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2013.