孫彤

摘 要：目前，由于城市的快速發(fā)展，城市內(nèi)的交通建設(shè)也越來越完善。地鐵作為一種重要的城市交通工具，不僅能夠?yàn)槿藗兊某鲂刑峁┍憷?，而且也緩解了城市?nèi)部的交通壓力。但是，地鐵運(yùn)行過程中往往會發(fā)生一些故障，為此，本文主要對地鐵車輛受電弓故障進(jìn)行相關(guān)分析，以供同行參考。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛;受電弓;故障;分析

中圖分類號：U121 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

如今，城市建設(shè)水平不斷提高，越來越多的人們選擇在城市中居住與生活，這樣一來，在無形之中就增加了城市的交通壓力，而通過地鐵則能夠有效緩解城市內(nèi)的交通壓力，解決城市交通道路擁擠的問題。對于城市內(nèi)的地鐵建設(shè)來說，地鐵運(yùn)行的主要能量來源就是供電系統(tǒng)，連接電力系統(tǒng)與牽引車之間的裝置則叫受電弓，但是受多種因素的影響，該裝置非常容易損壞，對地鐵運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性造成影響，所以為了能夠確保地鐵安全穩(wěn)定運(yùn)行，應(yīng)及時發(fā)現(xiàn)與排除故障。

1 受電弓的工作原理

1.1 基本結(jié)構(gòu)

受電弓基本類型有兩種，分別為單臂與雙臂。組成受電弓的基本結(jié)構(gòu)包括底架、拉桿、下臂桿、阻尼器、平衡桿、肘接電流連接、上框架、弓頭、氣囊、氣閥箱以及降弓位置指示器等。底架具有支持作用，是一個由矩形鋼管焊接而成的口字形鋼結(jié)構(gòu);拉桿由碳鋼材料制作而成;上框架由低質(zhì)量、高強(qiáng)度的鋁合材料通過焊接而成;下臂桿由無縫鋼管通過焊接而成。將上述結(jié)構(gòu)組合，就可以提升受電弓的敏捷性與靈活性。此外，利用平衡桿可以有效減少弓頭運(yùn)動干擾，平衡桿的構(gòu)成材料為鋁合金材料。

1.2 受電弓電氣系統(tǒng)的工作原理

在地鐵車輛中，受電弓屬于一種受流部件。該部件需要直接與電網(wǎng)進(jìn)行接觸，在進(jìn)行接觸時，可以將電流傳送到地鐵車輛內(nèi)部的電氣系統(tǒng)中[1]。接觸網(wǎng)電流最先通過碳滑板進(jìn)入到受電弓的弓頭，再分別通過上框架、下臂桿，最后流入底架，利用底架內(nèi)含有的線纜與地鐵車輛的電氣系統(tǒng)進(jìn)行連接，為地鐵車輛的正常運(yùn)行提供充足的電力支持。在受電弓“工作”位置上，受電弓在車頂?shù)牟糠侄继幱趲щ姞顟B(tài)。

2 地鐵車輛受電弓常見故障分析

2.1 受電弓上框架發(fā)生裂紋故障

地鐵車輛受電弓的上框架，主要包括階梯鋁管、頂管以及其他連接管等多個部分，每個部分之間采用焊接的方式進(jìn)行連接，為了能夠提高上框架具有的剛度，通常采用安裝對角線桿的方式。在上框架中，利用軸承與弓頭、拉桿以及下臂桿進(jìn)行連接，采用上框架可以降低整體受電弓的質(zhì)量，并進(jìn)一步提升受電弓弓網(wǎng)跟隨性，但是這樣一來，對受電弓結(jié)構(gòu)具有的強(qiáng)度提出了比較高的要求。

受電弓上框架發(fā)生的裂紋故障，具體位置包括頂管焊縫處，上框架肘接處以及底部加強(qiáng)筋的位置等，這些部位都可能出現(xiàn)裂紋故障，而發(fā)生故障的主要原因是，焊接操作有誤或者相關(guān)參數(shù)不正確，導(dǎo)致焊接縫無法完全相容，出現(xiàn)了薄弱焊接區(qū)域。如圖1、圖2、圖3所示，分別為上框架肘接處裂紋故障、上框架頂管焊接縫處裂紋故障[2]，底部加強(qiáng)筋的裂紋故障。

2.2 受電弓無法正常升降

導(dǎo)致受電弓無法正常升降的原因有很多，具體可以分為以下幾種不同情況。第一，有電無氣。當(dāng)蓄電池內(nèi)的電壓高出地鐵負(fù)載工作情況下的最低電壓但升弓壓力不足時，可以檢查氣路各閥的狀態(tài)有無泄漏，檢查升弓氣囊是否有缺陷，若風(fēng)管壓力不足，嘗試使用腳踏升弓的方式運(yùn)行受電弓，當(dāng)接觸網(wǎng)與受電弓接觸傳輸高壓，列車啟動空壓機(jī)，在主風(fēng)管內(nèi)的壓力達(dá)到升弓壓力后，停止踩踏腳踏泵，受電弓可以恢復(fù)正常運(yùn)行。第二，有氣無電。當(dāng)蓄電池內(nèi)的電壓不能滿足負(fù)載工作的最低要求風(fēng)管壓力正常時，應(yīng)操作升弓氣閥，確保受電弓可以與接觸網(wǎng)直接接觸[3]，另外需要注意的是，在這種情況下應(yīng)啟動列車應(yīng)急充電設(shè)備，充電一段時間后恢復(fù)正常電壓，受電弓即可正常升降。第三，除了發(fā)生蓄電池電壓不足的情況，還有一種無電情況會導(dǎo)致受電弓無法正常升降，即控制升降的電路回路中有斷路或者某些電氣元件的故障，導(dǎo)致控制電路無法將電壓輸送至受電弓控制機(jī)構(gòu)，此時需要檢查相關(guān)電路問題。

2.3 碳滑板異常磨損

理想的狀態(tài)下，受電弓在運(yùn)行時會受到比較均勻的受力作用，在這種情況下，碳滑板發(fā)生磨損平均不超過1mm/萬公里，表現(xiàn)為以中心對稱向兩側(cè)延伸范圍基本一致的均勻的磨損現(xiàn)象。但是，在地鐵車輛的實(shí)際運(yùn)行時，會發(fā)生碳滑板裂塊、磨損呈局部凹坑等故障，如圖4所示，對整個地鐵車輛的穩(wěn)定、安全運(yùn)行造成嚴(yán)重的影響。原因一方面與碳滑板自身材質(zhì)相關(guān)，但從實(shí)際狀況分析看，主要還是受接觸網(wǎng)與碳滑板之間不能有效配合的影響，在受電弓通過某些特定區(qū)間的接觸網(wǎng)時產(chǎn)生打火現(xiàn)象，打火嚴(yán)重時導(dǎo)致碳滑板裂塊，甚至出現(xiàn)明顯的溝狀磨耗。一般這種情況的發(fā)生是全線車輛大批量同時出現(xiàn)問題，而且每列車磨損點(diǎn)的位置基本一致，需要通過對弓網(wǎng)配合運(yùn)行狀態(tài)的視頻監(jiān)控，找到不能有效配合的區(qū)間，再進(jìn)一步由接觸網(wǎng)專業(yè)人員進(jìn)行接觸網(wǎng)狀態(tài)的調(diào)整。車輛的維修人員需要加大對碳滑板的檢查頻次，持續(xù)跟蹤磨損情況，防止磨耗到極限，同時，對于接觸網(wǎng)調(diào)整后受電弓碳滑板磨耗情況是否改善及時給予反饋。

2.4 指示器故障

在運(yùn)營或日常檢修時，也會發(fā)現(xiàn)列車故障顯示屏中顯示“受電弓指令故障”，受電弓打叉，激活鑰匙降弓后受電弓處于半降弓狀態(tài)，經(jīng)檢查確認(rèn)是降弓到位指示器故障。電感式降弓位置指示器的電感應(yīng)器用安裝在受電弓底架的絕緣安裝板，對著上框架頂管上的感應(yīng)板組焊，兩者之間的距離最大不超過10mm。降弓時，感應(yīng)板組焊進(jìn)入電感應(yīng)器的感應(yīng)范圍，電感應(yīng)器自動閉合，列車收到受電弓降弓到位信號;升弓時，感應(yīng)板組焊超出電感應(yīng)器的感應(yīng)范圍，電感應(yīng)器斷開，列車收到受電弓升弓信號。引發(fā)指示器發(fā)生故障的原因主要與感應(yīng)板的變形有關(guān)，對于感應(yīng)板來說，其特點(diǎn)為硬度小、脆性大，經(jīng)常面臨單邊受力的情況，從而造成磨損，導(dǎo)致感應(yīng)器與感應(yīng)板之間感應(yīng)功能失效。

3 結(jié)語

總而言之，受電弓作為地鐵車輛內(nèi)的核心部件，其在使用的過程中經(jīng)常會發(fā)生一些問題，所以應(yīng)明確受電弓常見的各種故障，根據(jù)不同故障對其進(jìn)行有效的檢修與養(yǎng)護(hù)，從而確保地鐵車輛能夠穩(wěn)定

運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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