地铁车辆受电弓系统工作原理思考

窦旺

摘 要：现阶段我国地铁车辆在运行过程中主要的动力来源是依靠电力系统的牵引而进行日常运行，能够维持地铁进行正常运转最重要的位置就是地铁车辆与地铁轨道电网中进行连接的受电弓处。为了地铁能够维持正常的日常运转除了要确保地铁车辆的接触电流质量外，还需要保障受电弓能够承受地铁车辆高速运行过程中对其产生的摩擦。只有受电弓系统能与接触线之间保持稳定的压力，才能确保地铁车辆稳定的运行。本文则将针对当前我国地铁车辆的受电弓系统工作原理进行浅要分析，阐述受电弓系统的工作原理同时总结受电弓系统在工作过程中常见的几种故障类型，并提出一些切实可行的有效维护方法，确保受电弓系统能够平稳、正常的工作。

关键词：地铁车辆 受电弓系统 故障排查

中图分类号：U22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）05（a）-0027-02

受电弓系统是当前地铁中线网接触地铁车辆的最主要供电设备。受电弓系统在地铁中投入使用后能否安全平稳地进行工作可以直接影响地铁车辆的上线率和运行过程中的安全系数。在受电弓投入使用的过程中如若出现受电弓不能正常升起、碳滑板磨损程度大和受电弓部件漏气等故障情况都会直接影响地铁车辆的上线率。因此，在受电弓日常工作过程中要减少出现上述故障的情况，确保地铁车辆能够正常运行，为人们提供安全便捷的出行服务。

1 地铁车辆受电弓系统工作的原理

1.1 受电弓基本结构

地铁车辆的受电弓由多种部件共同组成，这其中包括绝缘子、底架组装、铰链装置组装、电流连接组装、弓头组装、平衡杆组装、升弓装置组装、降弓位置指示器、气阀箱、自动降弓装置。通过这些零部件之间的共同组装才形成受电弓的基本结构[1]。通过受电弓中各个零部件的名称介绍可以看出受电弓的基本结构相对比较复杂，但是由于我国地铁车辆的起步发展较晚，导致对于受电弓的研究技术水平还落后于其他發达国家。起初阶段我国的受电弓一般采用直接从国外进口，后来随着科技水平发展我国开始逐渐自行研发受电弓。

1.2 受电弓电气系统原理

受电弓是当前地铁车辆中的主要受流部件，地铁车辆在运行过程中受电弓升起，随后与接触网进行连接接触，并通过接触网来集取电流，最终将从接触网中集取的电流全部传送到地铁车辆的电气系统当中，这就是当前地铁车辆中受电弓的电气系统工作原理。在这一过程中接触网产生的电流首先会通过滑板流入到受电弓的弓头位置，接下来电流按照顺序依次通过上框架、下臂杆最终流入到受电弓中的底架。电流通过受电弓底架中的母线导入地铁车辆的电器系统，为地铁车辆运行提供动能。

1.3 受电弓气路系统原理

地铁车辆的司机在地铁操控室按下受电弓升弓的按钮后，车辆的受电弓供风单元中升弓的电磁阀接受电能开始运转，使供风单元向受电弓提供压缩空气。这部分压缩空气在经过地铁车辆中内部的管路和车顶的受电弓绝缘软管后才能进入受电弓系统中的气阀箱[2]。这些压缩空气在进入受电弓气阀箱后由气阀箱将这股压缩空气分为两路分别供气。这两路压缩空气分别进入到受电弓系统中的两个升弓气囊为其提供供气。两个气囊中流入压缩空气实现供气后不断膨胀抬升，在气囊不断抬升的过程中带动钢丝绳对下臂杆进行受力拉拽。下臂杆受力拉拽后开始转动，帮助受电弓不断抬升，下臂杆的不断转动直至受电弓弓头抬升至可以与触电网进行接触并保持规定的静态接触压力。上述内容就是当前地铁车辆的受电弓气路系统工作原理。

2 地铁受电弓系统工作过程中常见故障

2.1 受电弓无法正常升起

受电弓在正常工作运行的过程中如果无法正常升起首先需要检查车辆蓄电池的电压以及车辆的气压表。如果气压值正常但受电弓依旧无法正常升起那么可以通过以下几种方式尝试升弓。首先是有电无气，造成这种情况的原因是由于车辆的蓄电池电压大于车辆能够负载的最低电压[3]。若想实现正常升弓需要保持主管风的压力能满足升弓时所需的气压。其次是有气无电，造成这种情况的原因主要是主风管压力大于升弓所需的气压值。同时车辆蓄电池的电压低于车辆能够负载的最低电压。这种情况下若想实现升弓需要操控员启动车辆充电机开始工作，确保车辆蓄电池电压能够满足受电弓升弓所需要的电压值。最后一种情况是无气无电，这主要是由于蓄电池电压低于车辆负载的最低电压并且主风管的压力小于升弓所需要的压力。解决这种情况只需要通过脚踏升弓装置来提高主风管中的企业，再开启充电机对车辆蓄电池进行充能。

2.2 受电弓碳滑板异常磨损

受电弓的碳滑板异常磨损也会造成受电弓不能正常工作。一般情况下受电弓在工作状态时应处于均匀受力的状态，但是由于地铁车辆每天运行时间过长，载客量大使得受电弓的碳滑板经常出现严重磨损和裂纹等情况。除此之外，受电弓的碳滑板于接触网中的每个接触点接触压力也不同，这也是造成碳滑板异常磨损的主要原因之一。

2.3 受电弓漏气

受电弓漏气是当前地铁车辆受电弓出现故障的最常见原因。漏气的部位一般情况都是受电弓中碳滑板的接头处和受电弓中气阀箱漏气。如若受电弓中的组成部位出现漏气情况那么会导致受电弓不能正常进行升弓，从而影响地铁车辆正常运行。

2.4 受电弓头与接触网之间产生拉弧

最后是受电弓的弓头与接触网在接触过程中产生拉弧。在地铁车辆运行过程中由于受电弓与接触网之间的接触压力低导致受电弓的弓头转动缓慢[4]。或者是弓头与接触网之前的接触面不平整，使得受电弓的弓头在运行过程中出现卡滞。以上现象都会造成受电弓的弓头与接触网之间产生拉弧，影响地铁车辆的正常运行。

3 地铁车辆受电弓日常维护要点

目前我国大多数城市的地铁车辆均采用双周检、季度检、年检的维护检修模式。但是由于地铁每天都要进行周期较长的日常运行，且日载客量都非常大。因此，对于受电弓和其他地铁车辆组成部件磨损都较大。现阶段的检修周期间隔过长，不能及时发现受电弓和其他组成部件由于磨损而出现的故障。因此，需要及时调整对地铁车辆受电弓的检查周期，实施一周一检查。如此一来不仅可以有效发现受电弓在工作过程中出现的故障问题，同时还能减少地铁车辆检修维护的时间，提高检修效率[5]。在对受电弓进行检修维护的过程中主要需要注意以下几点内容分别是：受电弓日常清洁、受电弓部件紧固状态检查、碳滑板磨损状态检查、受电弓弓头转动角度检查、受电弓升弓钢丝绳润滑、调整升降弓时间、受电弓静态接触压力测试、受电弓气压及空气密闭性检查。

4 结语

综上所述，受电弓保证正常状态工作可以确保地铁车辆的日常平稳运行。本文通过上述内容的阐述总结了当前受电弓在工作过程中主要发生的故障类型和解决方法。同时介绍了地铁车辆受电弓日常维护的注意事项和重点维护内容，希望对维护受电弓系统正常工作提供一些帮助。

参考文献

[1] 王业超.地铁车辆受电弓及车顶状态在线检测系统[J].中小企业管理与科技，2017，12（4）：105-106.

[2] 贺飞，肖虎，朱冠宙.浅析地铁车辆受电弓日常维保与故障排查[J].技术与市场，2016，23（3）：42-44.

[3] 徐鹏辉.地铁车辆受电弓介绍与故障分析[J].科技与企业，2015，34（8）：210.

[4] 蒋晓东，夏鸿飞.采用1500V第三轨受流的地铁车辆在车辆段的受流模式分析[J].机车电传动，2010，42（4）：55-59.

[5] 李盛成.地铁车辆电传动控制系统的应用初探[J].科技风，2013，22（5）：81.