高速动车组用受电弓概述

滕莉娜

（吉林铁道职业技术学院，吉林 吉林 132002）

我国高速动车组以CRH 系列作为基础进行了不断地创新。在此过程中，受电弓作为重要的电力连接部件也在不断地发展。动车组需使用单相AC 25kV 的高压电，在动车组从接触网进行大功率受流的过程中，受电弓起到了承上启下的作用。高速动车组所需的总牵引功率远大于普通列车。在更高的速度下，空气阻力也会增加。考虑到减小空气阻力和降低噪音的要求，在高速动车组上受电弓的数量不宜过多，而对于8 辆编组的动车组来说，我国就都采用了单弓受流的方式，即在动车组运行过程中仅使用一台受电弓，考虑到可靠性和冗余性的要求，在进行安装时，每列动车组上安装两台受电弓。当动车组运行时，可选择其中一台受电弓升弓，另一台受电弓折叠。

受电弓在运行中滑板会被磨损而产生粉末，可能影响绝缘子的绝缘性，并且若在运行中产生故障，损坏的部件可能影响行车的安全，因此在实际运行中，在对受电弓进行选择时，首选后弓。两弓之间，通过电气互锁，避免同时上升。

动车组是否能实现高速牵引运行，直接与受电弓的状态有关，因此，动车组对受电弓就会有以下几点技术要求：

按照铁路技规的要求，接触网的高度是不一致。为了保证弓网系统可靠地接触，受电弓与接触网之间应保持一定的接触力。接触力的大小会影响受电弓的使用寿命。当接触力太大时，相对于接触网线来说，较软的滑板磨损加剧；而当接触力太小时，弓网之间又容易发生离线，影响行车安全。因此，在对受电弓进行调试时，必须调整接触力，并保证接触力适中。

受电弓的上升与下降是通过受电弓上下臂之间的铰链系统来实现，而为了保证受电弓有较好的动态调整性能，上下臂的重量应尽量轻。我国几种常用动车组受电弓多采用铝合金结构

受电弓与接触网之间直接通过滑板接触，因接触网采用“之”字形结构，在动车组运行过程中，滑板会来回移动。因此，滑板的材质，结构和长度都得符合要求。我国多采用碳滑板，实现了良好的导电性和耐磨性。

在升弓和降弓的过程中，受电弓的速度都应先快后慢，以防止在升弓过程中的弹跳和在降弓过程中的冲击。通过调整底架上的阻尼器来实现。

受电弓在运行过程中若发生故障不及时处理，可能会使故障进一步扩大或损坏到接触网。因此受电弓在设计时，必须增加自动降弓的功能。

本文将介绍几种CRH 系列动车组使用的受电弓。

1 DSA250 型受电弓

DSA250 型受电弓适用于CRH1﹑CRH2 和CRH5 型车。整个受电弓采用单臂式结构，并配备了双碳滑板，以保证在运行过程中良好的导电性。受电弓主要由底架，上下臂和弓头三部分组成。为了实现轻量化的技术要求，受电弓的运动部件及弓头均采用铝合金结构。在运行过程中考虑到滑板的结构，因此将滑板的使用限度设定为不小于5mm，两滑板之间的高度差不大于3mm。为了防止碳滑板过度磨损，在进行设计时将碳滑板设计为中空结构，并通过气路与控制阀板上的压力开关连接，当磨损超限漏气时（即压缩空气值降为2.5bar 时），触发压力开关，并启动ADD 功能，最终使受电弓快速下降，实现降弓保护。

图1

2 SSS400+型受电弓

SSS400+受电弓适用于CRH3 型车，同样为单臂式，双滑板结构。一台完整的受电弓主要有受电弓本身和安装于车内的气路控制阀板组成。

图2

图3

受电弓的控制通过网络来实现。司机通过操作升降弓开关来触发电磁阀，将气路打开，通过压缩空气的驱动将受电弓提升以实现升弓。受电弓的运行情况通过压力开关传输到CCU，CCU 再将信号通过车辆控制总线发送到HMI。当受电弓在运行过程中发生故障例如碳滑板破裂﹑碳滑板磨耗过限时，快速下降阀被触发将受电弓快速降下。与此同时，压力开关将相关信号传输到CCU，经CCU 诊断处理后再将相关故障代码发送给HMI，实现信息的人机交换并提醒司机及时换弓。

3 CX 主动控制型受电弓

CX 型受电弓适用于CRH380B 型车，由法维莱制造。与普通受电弓不同，首先，该受电弓采用了单滑板结构，同时将滑板材料更改为渗铜碳滑板延长了使用寿命；其次，增加了受电弓控制单元（PCU），可以在受电弓动态运行时，对弓网接触力进行调节控制；再次，弓体采用了新的合成材料，使受电弓减轻30%～40%；最后，采用了更高精度的空气调节装置。因此，CX 型受电弓结构简单，重量轻，动态接触力可调整，可靠性更高。

受电弓本身通过压缩空气来进行驱动。压缩空气由车辆管道供应并通过APIM 单元进入升弓气囊。气囊在压缩空气的作用下产生扭矩，并通过凸轮和弹性连接轴以铰链的方式连接，从而实现升弓。降弓时关断压缩空气管路，依靠受电弓自重降弓。如果压缩空气供应中断或低压电源发生故障，受电弓将会启动ADD 装置自动降弓。

图4

图5

该受电弓的工作原理与DSA250 型受电弓相似，不同的是该受电弓的动态特性可以调整。受电弓动态特性的调整是通过与阻尼器相连的两级悬挂来实现的。第一级悬挂由气囊完成。受电弓控制单元可确保气囊的压力保持恒定，并与受电弓的高度无关。第二级悬挂由弓头的弹簧来实现调整。通过两级悬挂可以实现该受电弓良好的动态调整性能。