关于城铁车辆受电弓系统工作原理的探讨

徐恒巍 高德健

摘 要：目前我国城铁车辆在运行过程中所需的动力主要是依靠电力系统提供的牵引力，其中，受电弓在电能传输过程中起到了关键的作用，通过受电弓将接触网与城铁车辆进行了有效连接。保证城铁车辆在运行过程中安全、可靠、稳定工作的前提就是受电弓碳滑板能够稳定、高质量的汲取电流，以及地铁车辆在高速运行过程中，受电弓能承受接触网对其碳滑板产生的摩擦，只有受电弓碳滑板与接触网之间保持稳定的压力，才能确保地铁车辆稳定的运行。本文将对目前我国地铁车辆受电弓系统的工作原理进行浅要分析，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;故障

地铁在运行过程中，受电弓系统能否安全平稳地进行工作，将直接影响地铁车辆的上线率和运行过程中的安全系数。受电弓在工作过程中，可能出现的故障如下：受电弓不能正常升起、碳滑板磨损异常以及受电弓部件漏气等，因此，在受电弓工作过程中要避免出现以上故障，以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，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。通过这些部件，共同组成了受电弓的基本结构。

1.2 受电弓电气系统原理

受电弓是目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，这就是目前地铁车辆受电弓电气系统的基本工作原理。在这一过程中接触网产生的电流首先会通过碳滑板流入到受电弓的弓头位置，然后电流按照顺序依次通过上框架、下臂杆最终流入到受电弓的底架。电流通过受电弓底架中的母线导入地铁车辆的电气系统，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司机室按下受电弓升弓的按钮后，车辆受电弓供风单元的升弓电磁阀接收电能开始运转，使供風单元向受电弓提供压缩空气。这部分压缩空气经过地铁车辆内部的供气管路和车顶受电弓的绝缘软管后进入受电弓系统中的气阀箱。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供气。两个气囊通过流入的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，使受电弓不断抬升，下臂杆不断转动，直至受电弓弓头抬升至与触电网进行接触并保持规定的静态接触压力。上述内容就是目前地铁车辆受电弓气路系统的基本工作原理。

2 受电弓系统工作过程中的常见故障

2.1 受电弓无法正常升起

气囊式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，电压或气压不足均会导致受电弓无法升起。气囊驱动的受电弓，在气压不足的情况下无法驱动受电弓升起，而电压不足，则不能控制受电弓升弓电磁阀，无法完成升弓动作。一般分为以下几种情况：

（1）有电无气：电压满足使用要求时，可以打开受电弓升弓供风装置中的辅助压缩机进行打风，待风压满足升弓要求后，可使用电磁阀控制受电弓升起。

（2）有气无电：气压满足使用要求时，可使用电磁阀自身的手动控制旋钮或与电磁阀并联使用的手动塞门来控制受电弓升弓，待升弓后车辆接通网线，可切换回电动控制保持升弓状态。

（3）无气无电：此时，需使用脚踏泵对受电弓进行供风，并使用电磁阀自身的手动控制旋钮或与电磁阀并联使用的手动塞门来控制受电弓升弓，待升弓后车辆接通网线，使用压缩机对受电弓进行供风并切换回电动控制保持升弓状态。

2.2 受电弓碳滑板异常磨损

受电弓在正常工作时，碳滑板与接触网稳定接触、受力均匀、随网性好，但当受电弓出现异常磨损时，受电弓受流情况会受到影响，同时可能会出现机械故障和拉弧。发生豁口或断裂时，需更换碳滑板。发生偏磨时，需调整弓头的转动。

2.3 受电弓受流频繁的中断传输

受电弓受流若出现频繁的中断，可能是碳滑板与接触网频繁的脱离所导致，原因有以下几点，接触压力调整的不恰当，需检查并调整。碳滑板出现严重磨损或破坏，需更换碳滑板。上导杆调整不良，即弓头在水平位置不能自由转动，需调整弓头的转动。弓头弹簧运动缓慢，需清洁并润滑轴承，更换有缺陷的轴承。

2.4 受电弓碳滑板与接触网之间产生拉弧

产生拉弧的直接原因是碳滑板与接触网脱离，并保持一定的距离，而发生脱离的原因可能有碳滑板与接触网的接触压力低于要求值、弓头转动出现卡滞、受电弓碳滑板存在缺陷甚至断裂、接触网存在硬点。以上都会造成受电弓碳滑板与接触网之间产生拉弧，甚至损坏设备，影响地铁车辆的正常运行。

3 受电弓的维护

为保证受电弓长久正常的工作，需定期维护以下方面，受电弓日常清洁、受电弓部件紧固状态检查、受电弓弓头转动角度检查、受电弓升降弓时间的调整、碳滑板的日常维护和检查、受电弓气压及空气密闭性检查等。

4 结语

综上所述，受电弓在正常状态下工作，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，总结了目前受电弓电路系统和气路系统的工作原理，以及在工作过程中主要可能发生故障类型和解决方法。最后简要介绍了受电弓日常维护的注意事项，以便对受电弓系统日常维护提供一定帮助。

参考文献

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