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对地铁车辆受电弓故障分析研究

2018-09-26 21:23:30 《山东工业技术》
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本文通过文献综述法,在概述地铁车辆受弓电工作原理的基础上,对目前地铁车辆受弓电常见故障进行概述,据此提出相应的改进措施,为确保地铁车辆的安全、稳定运行提供保障。

对地铁车辆受电弓故障分析研究

刘字曦

(合肥城市轨道交通有限公司运营分公司,合肥230000)

摘要:地铁车辆运行能源主要来自于电力供电系统,而受电弓作为机电系统的心脏,一旦发生故障,严重影响机车的运行。为此,本文通过文献综述法,在概述地铁车辆受弓电工作原理的基础上,对目前地铁车辆受弓电常见故障进行概述,据此提出相应的改进措施,为确保地铁车辆的安全、稳定运行提供保障。

关键词:地铁车辆;受电弓;故障;分析研究

DOI: 10.16640/j.cnkl.37-1222/t2018.10.040

1前言

城市人口日益增加,城市规模扩大,城市交通供需矛盾不断加剧,城市地铁的出现,极大的缓解了城市交通拥挤的现状。而城市地铁车辆运行能源主要来自于电力供电系统,而受电弓作为机电系统工作的核心,一旦发生故障,严重影响地铁车辆的正常运行。为此,本文在概述受电弓工作原理的基础上,对目前地铁车辆受电弓常见故障的进行概述,并提出相应的改进措施,为地铁车辆的安全、稳定运行提供保障。

2受电弓工作原理

地铁车辆受电弓主要通过从额定电压接触网获取能源,为整个地铁车辆的运行提供能源;与此同时,还可通过再生系统将动能转化为电能,以供其他通过的地铁车辆运行。地铁车辆受电弓主要由以下结构构成,包括底架、拉杆、上臂杆、下臂杆、平衡杆等。其中,底架的主要由无缝矩形钢管焊接而成,主要起到支撑的目的;而拉杆主要由无缝的碳钢材料焊接形成,位于底架和上臂杆之间;上臂杆,主要由强度高、质量轻的铝合材料焊接而成;而下臂杆主要由无缝钢管焊接形成,同时通过转动轴承技术,增加受电弓的灵活性;平衡杆主要有铝合金材质加工而来,能够消除外力对弓头的干扰;除此之外,受电弓结构还包括弓头、减震器等。其中,共投安装于上支架的轴上,主要用于减少碳花瓣之间的磨损;减震器主要安装于上下支架之间,用于减弱机械震荡的目的,电气设备。

3受电弓常见故障

(1)上框架裂纹。上框架主要由拉杆、上臂杆和弓头通过轴承连接而成,这种设计不仅有助于提高电弓网的跟随性,又可减少受电弓质量。地铁车辆高速运行的过程中,受电弓承受了巨大的压力,实践证明,地铁受电弓上框架经常出现裂缝,而裂缝的位置主要集中在上框架肘接处,而且多见于焊缝一侧,顶管焊缝出和底部加固处则很少出现裂缝。

由此可以看出,上框架裂缝主要集中于肘接和焊缝位,其中,肘接裂缝一方面与材料的焊接质量,另外在车辆的持续运行过程中,弓网受到持续的冲击,导致肘接裂缝;通过对焊接位的裂缝进行分析,其裂缝一方面与焊接参数计算错误有关,另外,与动态的交变负荷的冲击下,应力过于集中,导致薄弱处出现开裂现象。

(2)碳滑板磨损。地铁车辆正常运行的情况下,受电弓碳滑板磨损相对均匀,当磨损严重时即可进行更换,但由于碳滑板与接触网工作环境不同,导致碳滑板经常下呼吸断裂、磨损度不一致、裂缝等,影响了碳滑板的正常使用。

碳滑板出现偏磨的主要是由于运行过程中的机械作用,使得碳滑板两侧受力不一致,进而形成偏磨;碳滑板出现掉块的主要由于是由于弓网撞击形成的,而掉块经常出现于滑板薄弱处,、因此,掉块的滑板后期很容易出现断裂;导致滑板纵向裂缝的主要原因是由于断裂后的碳条在运行过程中,需要承担原先整个碳条的冲击;导致碳滑板拉弧异常损伤的主要由于是由于持续大电流作用下,稳定升高,进而导致粘结层烧损,严重时,甚至出现碳滑板薄弱位置被电击穿。

(3)受电弓位置指示器故障。受电弓位置指示器主要为后续车辆提供升降弓信号。实践研究发现,受电弓位置指示器出现的故障主要包括:升降弓信号无法显示,网线掉闸等。其中导致升降弓无法显示的主要原因与启动件的卡滞后有关,由于启功件脆性大、硬度小,而受电弓降到位时,启动件在单边力的持续作用下,很容易出现磨损,使得启动件与安装架之间空间增大,极易出现卡滞;而网线掉闸主要与阴雨天气下,指示器上的绝缘子表面的烧伤有关。

4受电弓常见故障的保养

(1)技术措施。为了避免碳滑板出现的故障,首先,需要根据车辆、线路的工作环境,做好碳滑板的选型,避免碳滑板在长时间负荷下持续工作;其次,在碳滑板制备过程中,还需综合考虑碳滑板的耐温度、材质、硬度等。

(2)受电弓的日常保养。受电弓的日常保养,不仅能够大大降低受电弓的故障率,而且大大延长了受电弓的使用寿命。因而,受电弓的日常保养成了确保避免受电弓故障的常见措施之一。受电弓日常保养内容主要包括清洗和定期检查两方面内容,其中清洗内容和定期检查内容分别详见如下表1、表2所示。

5小结

城市人口密度逐年增加,城市规模日趋扩大,导致城市交通压力逐年增加,而城市地铁的出现极大的缓解了城市交通压力,而城市地铁车辆运行的能力主要来源于电力供电系统,而受电弓作为地铁电力供电系统的核心,一旦发生故障,地铁运行受阻。而通过实践发现,上框架、碳滑板等故障时常发生。为此,本文在概述地铁车辆受弓电工作原理的基础上,对目前地铁车辆受弓电常见故障进行概述,并分析其原因,据此提出相应的改进措施,为确保地铁车辆的安全、稳定运行提供保障。

参考文献:

[1]黄清健,地铁列车受电弓的应用与故障浅析[J].科技信息,2015(10):97-99.

[2]方松,高红星,地铁车辆受电弓故障分析[J].机械,2014,11 (41):8-10;

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