SS4型电力机车受电弓常见故障分析与处理

张天祥

摘 要：简述SS4型电力机车受电弓基本结构、主要部件及动作原理，浅析其常见故障分析及处理，突出受电弓的日常检查与保养、受电弓维护注意事项。

关键词：受电弓结构；动作原理；常见故障；分析及处理

1 受电弓基本结构及主要部件

SS4型电力机车获得电能是通过受电弓沟通接触网来实现的。SS4型电力机车采用的是单臂受电弓。受电弓由弓头部分、底架、铰链机构、传动机构、控制机构等组成。弓头部分由滑板框架、滑板、羊角、弹簧盒、固体润滑剂等组成，底架由纵梁和横梁组成，铰链机构由下臂杆、推杆、中间铰链座、平衡杆、上部框架等部件组成，传动机构由传动气缸、传动绝缘子、U形连杆、转臂等组成，控制机构由缓冲阀和升弓电空阀组成。

2 受电弓动作原理

升弓时，按下受电弓扳键开关，升弓电空阀得电，压缩空气进入传动风缸，推动活塞克服降弓弹簧的作用力，解除对下臂杆的约束力，使升弓弹簧能够拉动下臂杆及推杆转动，最终推动上框架及铰链座动作，进而带动受电弓升起。降弓时，恢复受电弓扳键开关，电空阀失电，传动风缸内的压缩空气经快排阀、电空阀排向大气，在降弓弹簧的作用下，迫使转轴向下移动，强制下臂杆转动，最终使得受电弓快速下降脱离接触网。

3 受电弓常见故障分析及处理

3.1 滑板磨耗过快

滑板属于消耗品，在一定范围内的磨损属于正常现象，但如果磨耗过快，则应引起重视，尽量减少不必要的损耗。滑板磨耗过快通常发生在新建线上，一方面是机械磨耗，另一方面是电气磨耗。机械磨耗是由于新建线的接触网线表面大多存在着很多坚硬的毛刺，在运行初期，滑板与接触线之间的摩擦系统较大，造成了滑板的快速磨耗；电气磨耗是由于滑板与接触网线接触效果不佳，導致电火花引起电气磨耗。接触效果不佳与接触网线毛刺以及表面污染有关。

滑板磨耗过快，除备足一定数量的滑板随时更换外，应采用耐磨的铁基滑板，使接触网线尽快磨出平整光滑的接触面。当接触网摩擦面已趋平面，滑板百公里磨耗量已趋相对稳定时，再换上基体较软的滑板，这样就可以避免了滑板的不必要的维修与更换。

3.2 弓网接触压力

弓网接触压力是反映受电弓滑板与接触网间的接触情况的电气指标。弓网接触压力非固定值，它由标准偏差值、平均值以及最大接触压力与最小接触压力等参数组成，其标准偏差值在平均值上下波动。弓网接触压力过大或过小都会对机车运行造成不利影响，过小会增加离线率、而过大则会使滑板和接触线间产生较大的机械磨耗。弓网之间保持一定的接触压力可以保证机车的受流状况良好。离线是指受电弓滑板脱离接触网，当弓网接触压力过小甚至为零时，就会发生离线。中小离线不会对机车运行造成影响，只会使接触导线与受电弓滑板的电磨损增加，但大离线却具有很大的危害，严重时可使机车的运行和安全受到威胁。因此，采取一定的措施避免离线，对于机车运行安全以及延长接触导线、受电弓滑板寿命来说都十分重要。对于离线问题，从受电弓本身来看主要从以下几方面进行解决：（1）适当提高受电弓滑板和接触导线间的压力。接触压力和接触网结构、线路状态及机车运行速度有关。（2）受电弓各铰接处的摩擦力在弓头向上运动时，起减少接触压力作用，应保证各活动关节油润良好、活动自如。（3）保证支架弹簧无破损，弹力适当，滑板转动灵活。

3.3 滑板偏磨

滑板偏磨在很大程度上会影响到滑板的使用寿命，滑板发生偏磨将使滑板不能正常与接触网接触，偏磨严重或是直接磨透，将会使滑板形成沟豁，与接触网接触时会卡滞接线而造成刮弓的重大故障。受电弓发生偏磨，应通过检查及时发现处理，将平衡机构调整合适，滑板托架保持水平以便受电弓能够在工作区间内处于最佳状态。

3.4 刮弓

刮弓属于重大故障，各部门都十分重视。刮弓产生的原因分为两方面，一方面属于机械故障，另一方面人为因素导致的故障。机械原因前文已述，病弓出段容易发生事故；人为因素就比较复杂，如因错给信号将机车放入无电线路，机车乘务员又未及时采取降弓措施就容易造成刮弓。防止刮弓事故一方面要加强对受电弓的质量检查，确保受电弓处于正常的工作状态；另一方面要在机车运行过程中加强对接触网状态的观察，尤其是在出入站、调车作业以及恶劣天气状态下，更要密切关注，一旦发现问题及时降弓。

3.5 瓷瓶故障

受电弓支持瓷瓶是当前机车供电系统中最薄弱的环节，而且危险系数还比较大，一旦发生故障，损失都比较大。瓷瓶故障的结果就是造成电网直接接地，可直接造成机车故障或造成接触网烧断，后者造成的事故影响更大。瓷瓶故障的发生与季节性天气变化有关，在雾季是多发期，应在雾季前采取必要措施来防止瓷瓶故障的发生。首先要对机车瓷瓶进行细致的检查，消除瓷瓶破裂、缺口、松动等安全隐患；其次要对瓷瓶表面进行擦拭清理，去除瓷瓶表面污秽，避免瓷瓶因表面污秽在雾天形成导电桥；第三，采用绝缘性能优良的瓷瓶，保证瓷瓶的绝缘效果。

3.6 受电弓部件损坏

电力机车运行速度高，调整运行过程中，受电弓的受力情况比较复杂，使得受电弓的各种部件如三角板、底架、上框架、拐臂易造成损坏，发现及处理不及时极易造成事故隐患。因此，在对受电弓进行检查时，应注意对受电弓各部件的检查，发现问题及时进行处理，确保机车上线运行无隐患。

4 受电弓的日常检查与保养

受电弓的日常检查与保养也是很关键的，这对于保证受电弓随时处于最佳状态起到了决定性作用。SS4型电力机车受电弓日常主要检修内容及要求：

4.1 外观检查及清洁

（1）所有紧固件应紧固，无松动；底架、（上、下）导杆、（上、下）臂、滑板等无变形、断裂。（2）各零部件表面漆膜或涂层不得有起皮、脱落等现象。（3）各导电软连线应安装良好，无断裂和破损现象。（4）风管路及各接头连接处，不得有漏气现象；升弓装置及阻尼器无裂缝及泄漏，各风管路绑扎牢固无松动。（5）在降弓位置检查钢丝绳的松紧程度，两边的张紧程度应一致，且无断股。（6）清理阀板上的过滤器，拧开滤清器的外罩，清理尘和水。（7）用中性清洁剂清洁车顶与受电弓之间的绝缘管，应无灰尘吸附。

4.2 测量及调试

（1）用卡尺测量滑板厚度（碳条高度），碳条高度不小于5mm，滑板厚度应大于22mm。同一受电弓的两块滑板厚度差不大于3mm。升弓，将其拉至1.6m处，使用水平尺检测两条滑板水平度。（2）用弹簧称测量静态接触压力应为70±5N。注意：使自动降弓装置关闭阀处于关闭状态。（3）检测受电弓接触压力（气囊弓为70±5N）及升降弓时间（测量DSA气囊弓升弓时间不大于5.4S，降弓时间不大于4S；XD200气囊弓升弓时间不大于8S，降弓时间不大于7S），且升降弓缓冲良好，降弓到位。（4）受电弓升弓时，应确保压缩空气供应无意外故障发生，防止人身伤害。

4.3 润滑及螺栓紧固

（1）下导杆两端的关节轴承以及升弓装置销轴处的润滑：用油枪向润滑油杯内注SHELL ALVANIA R3型润滑脂。（2）平衡杆上的滚动轴承的润滑：拆下平衡杆，平衡杆两端轴承衬套内注SHELL ALVANIA R3型润滑油。

4.4 自动降弓装置动作检查，应能快速降弓

检查XD200受电弓最大升弓高度符合工艺要求（DSA气囊弓：3000±150mm，XD200：2470±50mm）。

4.5 检查受电弓各部状态应良好，受电弓平衡杆及弓头支撑弹簧盒作用应良好。检查受电弓升、降弓时各部动作应协调，无异音、无卡滞、无磕碰现象。

5 受电弓维护注意事项

（1）在车顶工作必须切断接触网供电电源。（2）受电弓升弓时，应确保压缩空气供应无意外故障发生，防止造成受电弓周边人员的人生安全。（3）在调整和维护受电弓时，为确保无意升弓，使用约1.5m铁丝绑在底架和上交叉管间。（4）维护受电弓弓头时，在上交叉管和车顶或底架间用长约0.9m的木制支撑。（5）特殊情况在受电弓失效后，重新启用受电弓前应完全排出渗入其中的水。（6）必须遵循网线接地和绝缘原则。