城市轨道交通车辆受电弓

上海轨道交通维护保障中心车辆分公司上海轨道交通维护保障中心车辆分公司DC1500V-主电路图File:TRAIN-CONCEPT11-2000.WMF蓄电池充电器MMMMMMMM蓄电池充电器车间电源DC1500VMMMMMMMMHSCB车间电源DC1500VDC1500V列车线架空接触网DC1500VHSCB1–逆变器风扇2–牵引逆变器3–制动电阻和风扇4–辅助逆变器14321324132132DC1500VAC380V上海轨道交通维护保障中心车辆分公司一、受电弓1.作用2.技术参数3.结构4.工作原理5.维护保养6.维修策略上海轨道交通维护保障中心车辆分公司8.常见故障7.检测装置介绍9.案例分析10.参数设置和限度11.生产流程介绍12.紧急操作上海轨道交通维护保障中心车辆分公司1.作用目前，上海地铁电动列车均采用单臂受电弓，根据受电弓升弓驱动源分为压缩空气和电力驱动二种,根据受电弓升弓驱动形式分为气缸式受电弓、气蘘式受电弓、电动式受电弓三种形式，安装在电动列车B车或Mp车车顶上上海轨道交通维护保障中心车辆分公司气缸式驱动受电弓为Stemmann-Germany生产的受电弓，应用于在1号线的DA01a、AC01a型等电动列车上。气蘘式受电弓为株洲九方电器设备有限公司生产的受电弓，应用于1号线DA01b、AC01b型等电动列车上。电动式驱动受电弓为崇德通用电碳（广州）有限公司（SCHUNK）生产的受电弓，应用于1号线AC06型等电动列车上。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司受电弓升起时碳滑板与触网线接触，将电流引入电动列车车辆内。电动列车运行时，碳滑板沿触网线滑动并保持良好接触。受电弓的受流性能在很大程度上取决于接触压力。在列车静止状态下，接触压力与受电弓高度之间的关系称为受电弓的静特性。在列车运行时，受电弓随着架空接触导线高度的变化而上下运动。因此，接触压力不但与受电弓的静特性有关，而且与受电弓上下运动时的惯性力即受电弓的动特性也有关。此外，受电弓结构各关节的摩擦力对接触压力也有影响。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司2.技术参数额定电压：DC1500V电压范围：DC1000V～DC1800V额定工作电流：1500A最大工作电流：2700A车辆静止时最大电流：460A工作环境温度：－25℃～＋40℃运行速度：120km/h折叠高度（包括绝缘子）：310mm（0mm～＋10mm）最低工作高度（从落弓位置滑板面起）：120mm最高工作高度（从落弓位置滑板面起）：2050mm最大升弓高度（从落弓位置滑板面起）：≥2550mm绝缘子高度：80mm弓头长度：1700mm±10mm弓头宽度：300mm±1mm弓头高度：240mm±10mm上海轨道交通维护保障中心车辆分公司滑板长度：1050mm±1mm滑板宽度：50mm滑板材质：浸金属碳标称静态力：120N±10N静态力的可调节范围：70N～140N额定工作气压：约560kPa气源的工作压力：400kPa～1000kPa颜色：RAL3020交通红升弓时间：6s～10s降弓时间：≤6s重量（包括支持绝缘子）：≤140kg安装尺寸（四点）：（1100±1）mm×（900±1）mm电气间隙：≥30mm气路接口：G1/4”最小工作高度120㎜时受电弓前后高差：≥40mm电气区域：≤290mm上海轨道交通维护保障中心车辆分公司3.结构上海轨道交通维护保障中心车辆分公司3.1底架组装受电弓底架是一个由方形钢管焊接而成的口字形钢结构，如下图所示。在受电弓的升降弓过程中，底架是不运动的，只是起到一个固定支撑的作用。电流接线板（序1）是受电弓对外的电接口，采用不锈钢材料。支撑架（序2）上Φ18mm的通孔用于安装支持绝缘子的安装螺栓M16×35。支撑板（序4）上安装有受电弓对外的气路接口，采用不锈钢材料。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司下臂杆是由无缝钢管组焊而成的“工”字形钢结构，如下图所示。下臂杆的两端分别与底架和上框架采用轴承联接。与底架联接的轴承安装在下臂杆的底架轴承管（序1）内，与上框架联接的轴承安装在下臂杆的肘接轴承管（序4）内。轴承具有良好密封能力，在使用期内免维护。受电弓升降弓运动时其绕着底架上的固定点做圆周运动。3.2下臂杆组装上海轨道交通维护保障中心车辆分公司3.3上框架组装上框架是由顶管（序1）、阶梯铝管（序3）和肘接处的连接管（序6）组焊而成铝合金框架结构，如下图所示。上框架上安装有对角线杆（序2），用于增加上框架的刚度。上框架通过轴承分别与拉杆、下臂杆及弓头联接。上框架的此种设计减轻了受电弓的整体质量，提高受电弓的弓网跟随性。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司3.4拉杆组装拉杆构成四杆机构的闭环。可以通过调节拉杆上螺母和螺杆（序2、3）的相对位置来改变拉杆长度，从而实现对四杆机构的几何尺寸进行调整以修正偏差。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司3.5电流连接组装电流连接组装分为弓头电流连接组装、肘接电流连接组装和底架电流连接组装。弓头电流连接组装（序1）将网线上的电流由弓头导入上框架，从而使电流绕过了顶管内的轴承和弓头悬挂装置上的橡胶弹簧元件，以避免轴承和橡胶弹簧元件因温升过大而导致损坏。肘接电流连接组装（序2）保护安装于肘接轴承管内的轴承。底架电流连接组装（序3）保护安装于底架轴承管内的轴承。1弓头电流连接组装2肘接电流连接组装3底架电流连接组装上海轨道交通维护保障中心车辆分公司3.6弓头组装弓头分两部分：与网线接触的部分及与上框架连接的部分。前者主要包括滑板（序3）、弓角（序1）；后者主要包括弓头悬挂装置（序2）。弓头悬挂装置的应用使得弓头具有一定的自由度。同时，弓头集电时，弓头与网线之间的高频振动可以通过弓头悬挂装置吸收缓冲。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司弓头悬挂装置由两组呈V型排列的橡胶弹簧元件（序3）和导杆组焊（序2）组成。橡胶弹簧元件安装在弓角的支撑板（序4）上，导杆组焊安装在弓头转轴（序1）的末端，两组之间通过弓头转轴连接。弓头转轴由压入上框架顶管内的免维护粉末冶金衬套支撑。橡胶弹簧元件是免维护的，各向弹性可以对弓头的运动进行误差补偿，并且吸收弓头的侧向振动。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司3.7平衡杆组装平衡杆组装主要由平衡杆导杆（序1）和止挡杆组焊（序2）组成。弓头具有一定的自由度，可以绕弓头转轴自由的摆动。在运行过程中，弓头将通过接触网线使其保持在正确的工作姿态，而在升降弓过程中，由于平衡杆的作用，有效避免了弓头的翻转。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司3.8升弓装置组装受电弓升弓时所需的升弓转矩及升起后与网线间的接触压力是由两个充满压缩空气的气囊（序3）、与气囊连接并被拉伸的钢丝绳（序2）和紧固在下臂杆上的扇形调整板（序4）产生。升弓气囊主要是装在底架上，通过钢丝绳与受电弓下臂杆连接在一起，给受电弓升降弓提供动力。升弓时气囊充气后涨起，通过钢丝绳带动下臂杆转动，从而实现受电弓升弓运动。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司3.9阻尼器组装受电弓阻尼器一头安装在底架上，另一头与受电弓下臂杆连接。在受电弓的下降过程中起到缓冲的作用，以避免受电弓降弓时对底架上的部件造成冲击损坏。注：阻尼器在受电弓出厂时已经设定好，禁止非专业人员进行调整。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司3.10降弓位置指示器电感式降弓位置指示器安装在受电弓上框架顶管下方的底架上。受电弓降弓时，电感应器自动闭合，给出降弓到位信号，升弓时，电感应器断开，给出升弓信号。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司3.11气阀箱组成：受电弓气阀箱是由空气过滤器（序1）、单向节流阀（序2、序4）、精密调压阀（序3）、安全阀（序5）等几部分组装。空气过滤器：将机车压缩空气中的水雾分离出来，保证提供的压缩空气是干燥而且纯净的。单向节流阀（序2、序4）：控制压缩气体的流量来调整受电弓升降弓时间。精密调压阀（序3）：为受电弓提供恒定的压缩空气，精度偏差为±0.002Mpa。精密调压阀用于调节接触压力，气压每变化0.01Mpa就会使接触压力变化10N。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司安全阀（序5）：如果精密调压阀出现故障，安全阀就会起到保护气路的作用。单向节流阀（序4）：控制排放气体的过流量来调整受电弓降弓时间。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司3.12绝缘子组装绝缘子（序3）采用环氧树脂材料，具有很高的绝缘等级及机械强度绝缘子有两个功能：1）对带电的受电弓与相连接的车顶进行电隔离；2）使受电弓同车顶进行机械连接。使用时绝缘子应保持清洁，无裂纹或碰痕。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司4.工作原理升弓时，压缩空气经过缓冲阀进入传动气缸后，活塞克服降弓弹簧（气缸内）的压力而向左移动，通过连杆将下臂杆引向上运动，然后下臂杆便在升弓弹簧的作用下，作转动，在推杆的作用下，使上部框架升起。降弓时，压缩空气从传动气缸经缓冲阀排出，降弓弹簧克服升弓弹簧的拉力将活塞推向右方，带动拉杆向右移动，强制下臂杆作转动而迫使框架落下。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司4.1电流传输受电弓是车辆的受流部件。受电弓升起后与接触网接触，从接触网上集取电流，并将电流传送到车辆电气系统。接触网的电流首先由滑板流入受电弓弓头，然后依次经过上框架、下臂杆后流入底架，最后经连接在受电弓底架上的车顶母线导入车辆电气系统。4.2气路系统受电弓是通过空气回路控制升、降弓动作。司机在司机室按下受电弓升弓按钮后，受电弓供风单元内的升弓电磁阀得电动作，向受电弓供压缩空气。压缩空气经过车内的管路、车顶的受电弓绝缘软管,进入受电弓底架上的气阀箱。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司如下图所示，进入气阀箱的压缩空气依次经过空气过滤器（序1）、单向节流阀（序2）、调压阀（序3）、单向节流阀（序5）、安全阀（序6）后分为两条支路分别向两个升弓气囊（序7）供气,压缩空气进入升弓气囊后，气囊膨胀抬升，抬升的气囊带动钢丝绳（序2）拉拽下臂杆，使下臂杆转动，从而实现受电弓逐渐升起，直到受电弓弓头与网线接触并保持规定的静态接触压力。此时升弓气囊中的气压稳定在气阀箱内精密调压阀的设定值。受电弓工作时，升弓气囊被持续供以压缩空气，弓头与接触网之间的接触压力保持基本恒定。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司上海轨道交通维护保障中心车辆分公司司机在司机室按下降弓按钮后，升弓电磁阀失电，向受电弓供应的压缩空气被切断，同时，升弓电磁阀将受电弓气路与大气连通，气囊升弓装置排气，受电弓靠自重下降，直到顶管降下并保持在底架的两个橡胶止挡上。橡胶止挡上海轨道交通维护保障中心车辆分公司5.维护保养注意：为防止事故的发生，请务必做到以下几点：1）在进行一切检查作业前，一定要确认车辆在无电区；2）当受电弓未与接触网脱开时，或在确认是否断电前，切忌登上车顶；3）登上车顶前，要确认受电弓已经完全降弓到位。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司5.1一般肉眼检查项目检查主要配件如：底架、框架系统，是否有异常现象、裂纹零部件或带有冲击痕迹的零部件；导流线（包括弓头电流连接组装、肘接电流连接组装、底架电流连接组装）：是否有断裂或松动的现象；滑板：是否有断裂、裂缝、磨损到限；支持绝缘子：是否有裂缝、污染、撞痕或闪络现象。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司5.2调整或功能检查1）最大升弓高度；2）静态接触压力；3）降弓保持力；4）弓头的水平度；5）升、降弓时间；6）弓头组装；7）气囊升弓装置；8）气路装置；9）导流线（包括弓头电流连接组装、肘接电流连接组装、底架电流连接组装）；10）绝缘子。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司5.2.1最大升弓高度当受电弓弓头离开两橡胶止档并全部升起后，最大升弓高度即为受电弓弓头上的任意一点所运行的实际垂直距离。应得结果：升弓高度≥2550mm。调整方法：调整钢丝绳的拉紧程度或拉杆的长度。上海轨道交通维护保障中心车辆分公司5.2.2静态接触压力静态接触压力F即受电弓在升弓后作用于接触网导线上的力，在受电弓的所有工作区间内，该力应尽可能地保持不变。应得结果：在120mm～2050mm范围内，