摘要：地铁车辆受电弓是线网接触型地铁车辆主要的供电设备，受电弓的安全稳定工作直接决定了车辆的上线率和安全指标。在受电弓的工作过程中，受电弓不能正常升起、碳滑板异常磨耗、受电弓部件漏气、碳滑板拉弧等故障严重影响车辆的上线率。地铁车辆受电弓在列车运行过程中要保持与接触线之间稳定的压力才能保证列车受流的稳定性。基于此，主要对地铁车辆受电弓故障及相关方面进分析。
关键词：地铁车辆；受电弓；故障分析
引言
随着我国城市规模的扩大，地铁车辆在大中城市交通运输方面承载了越来越大的负荷，这也为地铁的安全运营提出了更高的要求。近年来，城市地铁因为受电弓故障导致地铁运输系统大面积瘫痪的事件时有发生，可见受电弓不仅关系到车辆的运行，也在城市轨道交通中占据越来越重要的地位。对受电弓故障进行系统的统计和分析，查找其主要故障模式及位置，提出相应的维修策略是当前我国城市轨道交通受电弓领域的热门方向。
一、受电弓产品的概述
受电弓作为核心部件和地铁车辆安全运营息息相关，其主要由：底架、上部框架、下部框架、升弓装置、弓头、休息位置传感器、落弓气缸等部分组成。受电弓又存在单臂式、双臂式、石津式以及垂直式4种形式上的区分。受电弓主要有电动驱动和气动驱动两种驱动方式。国外受电弓技术比较成熟，其架空接触网供电技术相对起步较早，最初是电力机车应用此技术，后经改进应用于城市轨道交通车辆。如SiemensMelecs、Schunk、Stammenn等，这些公司均为国际受电弓大型生产商，其产品主要应用于瑞士、德国、西班牙、韩国以及中国等国家。我国受电弓技术起步较晚，但是城市轨道交通发展较为迅速，国内受电弓生产商的技术多为技术引进和自主研发，并逐步开发出一套适用于我国国情的城市轨道交通受电弓生产技术。例如：上海天海受电弓制造有限公司自主研发生产的多种型号的单臂受电弓产品就被我国许多城市轨道交通车辆广泛应用。
二、受电弓系统的常见故障
（一）碳滑板更换故障
1.碳滑板贯穿裂纹
碳滑板受本身材质以及制造工艺限制，在制造过程中会在碳滑板内部形成细小气孔，使用一段时间后，就会在表面形成细小裂纹痕迹。当裂纹延伸到贯穿时，就会影响碳滑板的安全使用。
2.碳滑板拉弧击穿
碳滑板使用状态为与接触网实时紧密接触，在实际使用中会因为车辆的晃动、接触网上有硬点、弓网接触压力不足造成碳滑板与接触网有脱离。当碳滑板与接触网有脱离时，就会在碳滑板和接触网表面形成拉弧现象，特别是在离线瞬间，由于电弧的高温熔蚀作用，使接触线和滑板的接触面粗糙不平，造成两者的磨耗速度大大加快，工作寿命缩短。
（三）碳滑板漏气
碳滑板内部安装ADD保护功能的气路，当碳滑板因为撞击或者其他原因漏气严重时，会造成自动降弓故障，从而影响安全使用。
（四）碳滑板软连线安装座烧损
碳滑板从接触网引下的电流通过软连线（每根碳滑板2根）引入弓体内。当碳滑板软连线安装不牢固时，会造成软连线安装座烧损，影响碳滑板的安全使用。
（二）受电弓上框架裂纹故障
受电弓上框架包括了顶管、阶梯铝管和肘接处的连接管几个部分，彼此焊接而成，同时安装对角线杆以此来增强上框架的刚度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆上框架通过轴承分别与拉杆、下臂杆及弓头联接。上框架的这种设计能够有效的减轻受电弓的整体质量，提高受电弓的弓网跟随性，但极大地考验了受电弓的结构强度。上框架肘接处、顶管焊缝处和底部加强筋位置都可能出现开裂现象。这主要是由于焊接参数或操作失误等原因导致部分焊缝位不能够完全熔合，导致焊接出现薄弱区域。在动态力的交变载荷冲击作用下，薄弱区出现应力集中现象，最终导致受电弓上框架肘接处普遍出现开裂现象。
三、受电弓检修策略优化方法
（一）故障针对性策略
（1）受电弓部件断裂或裂痕现象可以通过改进材料制造工艺或提升材料自身质量来实现，而受电弓拉杆问题可通过提升焊接工艺和改进受电弓拉杆结构来解决。
（2）降低受电弓滑板的磨耗可采取：配置受电弓检测装置，确保其动态及静态时的使用要求，减少拉弧、降低受电弓离线率、电火花现象；增设受电弓主控控制系统，将弓网之间的接触力保持在合理范围。
（3）降低受电弓离线率可以采取：确保弓网之间的接触力；在确保受电弓结构强度前提下，合理降低受电弓归算质量，提升其跟随性；优化受电弓结构，提升其抗侧片性能力；强化线路质量，减少车辆行进间的激烈振动状况，组织起传递至弓网系统。
（二）受电弓检修流程优化方案
城市轨道交通车辆的维修通常分为：预防性维修和事后维修。预防性维修通过对产品系统的检测、检查等动作及时发现安全隐患并进行及时排除，确保车辆以绝对安全状态下进行运营。这是强化安全、节能降耗的根本路线，经过分析和总结可将受电弓检修流程工作优化为以下动作。
（1）目视检查：肉眼可见部位需要通过经验判断技术状态，对可见范围内的不良部位进行检修或更换。
（2）清洁：对于受电弓表面及衔接处进行擦拭、吹扫工作。
（3）润滑：对于轴承、齿轮等运动件或配件进行油脂加注。
（4）限度检查：对于关键部位或关键部件依照限度要求进行检测以及测量确认，确定其是否符合运行标准。
（5）功能检查：手工对设备设施、外部工具进行功能性检查。
（6）性能测试：通过外部检测设备、工具以及设施检测产品当前的运行状态，紧固力矩的校核也应看作性能测试。
（7）更换或修复：对于不满足技术要求的部件和产品进行更换或修复。
（8）分解检修：对于受电弓进行拆解，针对每一个分解部件进行上述工作。
（9）组装调试：对于分解后的部件进行重新组装和调试，以满足正常运行需求。
结束语
综上所述，作为城市地铁车辆安全、稳定运营的核心部件之一，受电弓应当引起城市轨道交通检修部门的高度重视。当前我国所使用的受电弓技术基本可以满足我国城市地铁线路的正常运营，但为了迎合城市的高速发展，为了追随城市建设更高、更快的步伐，城市轨道交通应大力研发受电弓技术，全面优化和完善其控制系统，如机械结构、生产工艺以及滑板材料等。
参考文献
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[2]窦旺.地铁车辆受电弓系统工作原理思考[J].科技资讯,2018,v.16；No.514（13）:33+35.
论文作者:赵昊琛
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/20
标签：滑板论文; 车辆论文; 地铁论文; 城市论文; 部件论文; 框架论文; 故障论文; 《基层建设》2019年第23期论文;