论郑州1号线一期电客车受电弓选型合理性

李峰 关琼浩 崔爽 杨宏涛

摘 要：郑州地铁1号线一期车辆采用TSG18G1型受电弓，由中车株洲电力机车有限公司电气设备分公司提供。文章结合GB50157-2003地铁设计规范及1号线车辆合同技术规格书，对郑州地铁1号线一期车辆受电弓的选型进行讨论，同时为郑州地铁后续线路及其他城市地铁车辆受电弓选型提供参考。

关键词：地铁车辆；受电弓；选型；郑州地铁

中图分类号：U231+.94 文献标志码：A 文章编號：2095-2945（2018）29-0051-02

Abstract： The TSG18G1 pantograph is used in the first phase of Zhengzhou Metro Line 1， provided by the Electric equipment Branch of Zhuzhou Electric Locomotive Co.， Ltd. This paper discusses the selection of the pantograph for the first phase of Zhengzhou Metro Line 1 based on the GB50157-2003 Metro Design Code and the Technical Specification of the contract for vehicles on Line 1. At the same time， it provides a reference for the selection of pantograph for Zhengzhou subway and other metro vehicles.

Keywords： subway vehicle； pantograph； selection； Zhengzhou Metro

1 TSG18型受电弓简介

郑州地铁1号线一期电客车均采用TSG18G1型受电弓，是中车株洲电力机车有限公司电器设备分公司从西门子公司引进升级优化的国产化项目。该型号受电弓属气囊式受电弓，具有重量轻、归算质量小、结构简单、工作高度范围大、承受电流大、防震性能好、使用维护方便等特点，具有更好的弓网跟随性及集电稳定性。

1.1 折叠高度

TSG18G1型受电弓的折叠高度不大于310+10mm，工作高度范围可达150mm-1950mm（可根据要求适当调宽范围），最大升弓高度不小于2550mm。受电弓的折叠高度小，工作范围大，能够更好的适应各种不同接触网高度设计。

1.2 弓头质量、弓头悬挂方式和耐震性能

受电弓弓头在保证集电能力的情况下选用两条60mm宽的碳滑板，更好的简化弓头的结构设计及降低弓头质量。弓头悬挂由两组橡胶弹簧元件组成，呈对称分布于弓头两侧，能够很好的吸收弓网之间的高频震动。同时，气囊式受电弓底架上安装的阻尼器和两个垂直气囊也可吸收各种因素引起的低频震动，更好的保证受电弓的动态集电稳定性。

1.3 弓头自由度

受电弓弓头自由度是受电弓升起后，弓头绕转轴转动的前后夹角大小值，弓头自由度较大的受电弓能够更好的保证弓网之间的贴合度，使其具有更高的集电稳定性。TSG18系列受电弓弓头自由度≥10°，可很好的避免出现碳滑板偏磨现象，保证受电弓稳定受流。

1.4 材料和总重

受电弓底架、下臂杆和平衡杆由型钢构成，通过喷涂油漆进行防腐保护；拉杆采用铝合金棒材加工，上框架采用变径的铝合金管焊接而成，上述选材在保证受电弓结构强度前提下，尽可能的降低了受电弓总重及归算质量，更好的提高了受电弓动态跟随性及集电稳定性。

1.5 压力补偿

郑州地铁1号线一期车辆使用的TSG18型受电弓采用气囊升弓方式，靠气压的持续补偿来维持受电弓升弓状态，该功能的实现主要依靠气阀箱中的精密调压阀。精密调压阀安装于受电弓气阀箱组装，用于连接调整受电弓气囊的升弓气压。精密调压阀在50%载荷变化时，响应时间小于0.2S，具有较高的灵活调压能力。

2 选型的合理性

2.1 落弓高度

落弓高度指的是受电弓落弓状态下，受电弓最高点至轨面之间的距离。该参数主要为保证地铁限界而设定。GB50157-2003_地铁设计规范中要求受电弓落弓高度为3810mm；结合郑州地铁1号线隧道实际情况，郑州地铁1号线及其增购车辆合同技术规格书中要求落弓高度分别为≤3830mm和3810mm-3860mm。

中车株洲电力机车有限公司和中车青岛四方机车车辆股份有限公司在车辆设计时，针对落弓高度设定参数均为3810mm。详细数据见表1。

截止2018年1月30日，郑州1号线所用株机车辆已运营4年零1个月，四方车辆已运营1年时间，由于轮对的消耗，轮径值逐渐减小，因此落弓高度也会变小。从两方电客车各抽取1列进行实际测量，落弓高度均已低于限界要求的3810mm。详细数据见表2。

综合上表可知，郑州1号线现有车辆落弓高度均满足GB50157-2003_地铁设计规范及郑州地铁1号线及增购车辆合同技术规格书相关要求。

2.2 技术参数

TSG18型受电弓是经西门子引进后优化而来，为地铁车辆设备国产化项目。实际设计中，中车株洲电力机车有限公司电器设备分公司将依据不同客户实际需求情况进行微观调整。

TSG18G1型受电弓技术参数及郑州地铁1号线及其增购车辆合同技术规格书中要求参数对比如表3。

从表3的数据对比可知，TSG18G1型受电弓各项技术参数均符合郑州地铁1号线及其增购车辆合同技术规格书中的相关要求。

2.3 受流能力

受电弓受流能力关系到电客车正常的运行安全，是受电弓设计时的关键参数。郑州地铁1号线一期车辆所用牵引系统由西门子公司提供，西门子公司针对郑州地铁1号线一期车辆特性，进行整车电流计算。在网压1500V时，所有负载正常工作及AW3工况下计算得牵引时整车线电流最大值为3400A；在网压1500V时，所有负载正常工作及AW3工况下计算得制动时整车电流最大值为3900A。

郑州地铁1号线开通运营4年后，挑选株机和四方共4列电客车进行抽检，抽检详细数据见表4。

综上所述，TSG18G1型受电弓受流能力满足设计要求及郑州地铁1号线实际需求。

3 结束语

本文简述了地铁车辆受电弓的使用现状，详细介绍了郑州地铁1号线一期车辆选用的TSG18G1型受电弓技术特性，结合GB50157-2003_地铁设计规范及郑州地铁1号线及增购车辆合同技术规格书相关要求阐述并证明了选型合理性。同时通过对TSG18G1型受电弓各技术参数、受流能力等特性的分析介绍，为郑州地铁后续线路及其他城市地铁车辆受电弓选型提供参考。

参考文献：

[1]于淑君.城市轨道交通车辆受电弓受流稳定性研究[D].上海工程技术大学，2010.

[2]施仲衡.GB 50157-2013.地铁设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.