摘要：受电弓是线网接触型地铁车辆的主要供电设备，受电弓的安全稳定工作直接决定了车辆的安全运营和性能指标。在受电弓工作过程中，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。因此，在车辆的日常维保中，降低受电弓的故障率、减少故障排查时间便可以有效地提高车辆上线率。
关键词：地铁车辆；受电弓；日常维保；故障排查
一、地铁车辆受电弓测试维保的原理方法
1.1动态接触力测量
①当受电弓与接触网接触并高速运行时，受电弓弹簧系统的振动、车体的振动以及风力等因素均参与作用，受电弓弓头在上下、左右、前后3个方向产生运动。F=F0±FR+FAER±FDYN。弓网接触压力F：受电弓与接触网之间的接触力。静态接触压力F0：驱动机构使滑板与接触线间产生的接触压力。磨擦力FR：关节间的磨擦力，与弓头运动方向相反。空气动力接触压力分力FAER：气流对受电弓的抬升力。动态接触压力分力FDYN：由垂直振动引起的惯性力。惯性修正：由传感器和接触点间的质量而产生的惯性力应予以修正，且应在测试结果中进行说明。空气动力修正：考虑到作用在传感器和接触点间部件产生的空气动力，应予以修正。
②对于一个控制区间来说，至少需要以下的统计值：平均值（Fm）；最大值；最小值；标准方差；接触力的柱状图或概率曲线。
③应在两种情况下进行测试：该力作用于弓头中心线；如果可能的话，该力应作用于距弓头中心线250mm处，或尽量接近该值。如果使用其他值，应在报告中注明。
1.2拉弧测量
①对于电弧的探测，探测器应对铜物质发光的波段灵敏。由于铜及铜合金接触线的缘故，存在一個220—225mm或323—329mm的波段（注：该两段波段已覆盖了铜的发射波长）。该测量系统应对于波长超过330mm的可见光不灵敏。
②探测器应尽量靠近受电弓以具有足够高的灵敏度；尽量靠近车辆的纵轴以有足够高的灵敏度；根据车辆的运行方向，置于受电弓后方；根据车辆的运行方向，对准滑板（接触板）；在弓头的整个工作范围的视界内灵敏；灵敏度公差应优于10%；对于放电开始与结束的反应时间应小于100s；有一探测极限值，根据需测的最小电弧能量值确定。
③在测控区间，应记录、计算下列值：车辆速度；电弧次数；所有电弧持续时间的总和；最长的电弧持续时间；每列车每个受电弓，受电电流超过正常电流30%的总时间；控制区间的总运行时间；拉弧率。
1.3动态范围测量
弓网接触力连接两个机械系统（接触网和受电弓），这两部分均能振荡并且具有各种不同的质量模块、弹性系数、衰减系数和自然频率。由于接触网具有弹性、在受电弓作用到接触网上时就使接触线有一定的抬升量。实际上，沿接触线锚段变化的弹性导致受电弓周期性上下运动，这种运动幅度取决于抬升力本身。EN50119规定：当定位器不带限位功能时，其自由抬升空间至少应为接触线实际抬升量或模拟抬升量的2倍；当带限位功能时，定位器自由抬升空间至少应为接触线实际抬升量或模拟抬升量的1.5倍。EN50367规定：受电弓动态包络线的上抬量为接触线实际抬升量或模拟抬升量的2倍。受电弓动态包络线的左右摆动量与线路、轨道、机车等的性能有关。
二、常见故障描述与分析处理
2.1受电弓无法正常升起
当受电弓无法正常升起时，需要观察蓄电池电压表及整车的气压表，如果发现异常，可根据具体情况按照以下方法尝试升弓。
①有电无气。在此状态下蓄电池电压大于车辆负载工作的最低电压，但主风管压力小于升弓保持所需的气压。升弓时，激活列车，按升弓按钮，采取脚踏升弓的方式升弓。待受电弓与接触网接触，空压机启动，主风管压力达到升弓保持压力时停止踩踏脚踏泵，受电弓正常升起。
②有气无电。在此状态下车辆主风管压力大于升弓保持所需的气压，但蓄电池电压低于车辆负载工作的最低电压。升弓时，首先通过受电弓控制柜中的升弓气阀使受电弓与接触网接触，在司机室按下充电机应急启动按钮，指示灯亮，辅助逆变器及充电机开始工作，等待几分钟后，激活列车，按下升弓按钮，受电弓正常升起。
③无气无电。蓄电池电压低于车辆负载工作的最低电压，且主风管压力小于升弓保持所需的气压。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆升弓时，先取下脚踏升弓装置进行脚踏升弓，观察升弓柜内压力表压力达到升弓保持压力时继续踩踏，使受电弓与接触网接触后按下司机室内的充电机应急启动按钮，辅助逆变器及充电机正常启动，等待几分钟，待主风管压力达到升弓保持压力后停止踩踏，按升弓按钮，受电弓正常升起。
如排除以上几种原因受电弓仍无法正常升起，则必须对受电弓整个电气回路进行紧急故障排查，确保电路系统接线连接可靠、车辆升弓回路无短路，断路等状况发生，可以根据电气原理图及车辆接线表逐一进行故障排查。
2.2受电弓碳滑板异常磨耗
理论状态下，受电弓正常工作时应均匀受力，但在现实工况下，受电弓在运行过程中经常出现碳滑板偏磨、掉块、纵向裂纹等异常磨耗现象。上述原因产生主要是由于碳滑板与接触网配合不当造成。“之”字形线网及线路设置不可能完全达到理想状态，受电弓在运行中，碳滑板与接触网每个点的接触压力也不近相同，故导致碳滑板出现偏磨，严重时甚至会出现凹坑、掉块、裂纹等现象。
为避免造成受电弓碳滑板异常磨耗现象，在建造线网及车辆设计阶段，一是要充分保证“之”字形线网布置的均匀性;二是要注意受电弓弓头的设计，确保在碳滑板磨耗不均时也能充分与线网接触;三是要调整好受电弓升弓保持力，确保在不同高度时保持压力基本不变。
2.3受电弓漏气
受电弓漏气是受电弓故障中最常见的故障，主要表现在受电弓碳滑板接头处漏气、受电弓气阀箱漏气、受电弓ADD降弓装置漏气等，若受电弓漏气，则会导致受电弓升弓无法保持等故障产生。
2.4弓头与接触网产生拉弧
在运行的过程中，由于受电弓接触压力过低、弓头转动不灵活、或者接触线表面不光整、受电弓卡滞等原因造成受电弓拉弧现象，严重时击穿车顶，造成车辆及设备损坏。
三、受电弓日常维保要点
通过多个地铁公司调研了解到，目前对车辆大多采用列检、双周检、三月检、半年检、年检的日常检修模式，然而受电弓是车辆受流的主要部件，根据车辆的设计特点，至少每周应该上车顶对受电弓进行一次检查，确保受电弓正常无损坏。在日常维保中，建议采用日检、周检、均衡修的检修模式，既可以达到运营商对车辆安全性和稳定性的要求，也可以大大减少车辆停修时间，降低车辆各系统的故障率。受电弓日常检修要点如下。
①受电弓清洁。
②受电弓各部件紧固状态检查。
③碳滑板状态检查、测量及调整。
④弓头弓角状态检查，受电弓转动自由度检查。
⑤升弓钢丝绳检查、润滑。
⑥升降弓时间测试及调整。
⑦受电弓静态接触压力测试及调整。
⑧受电弓气密性检查。
在以上检修项点中，如果能合理安排检查周期，并定期对线网进行维护，使受电弓本身和线网达到良好的配合状态，这样不仅可以降低受电弓的故障率，减少扣车时间和维修时间，还可以大大节约车辆的运营维护成本。
结语
本文介绍了地铁车辆受电弓系统的基本原理，列举了几种常见的受电弓故障现象，并针对故障逐一分析，提出处理措施，仅供参考交流。以上故障的产生，有些是不可避免的故障，有些却是由于检修人员的疏忽或者操作不当引起的，故在车辆日常维护保养时，应严格按照检修规程的要求，实现标准化和精细化作业，减少人为故障的发生，有效保障车辆运营安全可靠。
参考文献
[1]王凡，胡风博，冯金顺.地铁车辆用耐电弧绝缘涂料体系施工工艺简介[J].现代国企研究，2016.
[2]苗伟明，曾恺若，付小龙.地铁车辆充放电电阻烧损的原因与解决措施[J].轨道交通装备与技术，2016.
作者简介：1.孙永路（1986.2-）男，安徽宿州人，单位：合肥城市轨道交通有限公司，工程师。
2.李裕珺（1989.2-）女，安徽池州人，单位：国网池州供电公司，工程师。
论文作者:孙永路1,李裕珺2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/9/10
标签：车辆论文; 滑板论文; 压力论文; 故障论文; 风管论文; 电弧论文; 磨耗论文; 《基层建设》2018年第19期论文;