毕业设计论文受电弓常见故障研讨

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1、毕业设计（论文） 中文题目 受电弓常见故障研讨 学习中心（函授站）： 济南铁路局 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： XXX 学 号： 14700799 指导教师： XXX 北京交通大学远程与继续教育学院2022年3月毕业设计(论文)承诺书与版权使用授权书本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本毕业论文是本人在读期间所完成的学业的组成部

2、分，同意学校将本论文的部分或全部内容编入有关书籍、数据库保存，并向有关学术部门和国家相关教育主管部门呈交复印件、电子文档，允许采用复制、印刷等方式将论文文本提供给读者查阅和借阅。论文作者签名：_ _年_月_日指导教师签名：_ _年_月_日 北京交通大学毕业设计(论文)成绩评议年级2014层次本科专业机械设计制造及其自动化姓名XXX题目受电弓常见故障研讨指导教师评阅意见成绩评定： 指导教师：年 月 日答辩小组意见答辩小组负责人： 年 月 日北京交通大学毕业设计(论文)任务书本任务书下达给： 2014 级 机械设计制造及其自动化 专业 学生 XXX 设计（论文）题目：受电弓常见故障研讨一、毕业设计

3、（论文）基本内容结合我国铁路高铁动车组的受电弓日常运用的现状，通过对动车组受电弓的了解，正确地分析现阶段动车组受电弓常见故障的特点，有针对性地研究分析受电弓常见故障并提出解决措施和可行性整改方案。二、基本要求随着我国铁路客运朝电气化、高速化方向发展，受电弓各类故障频繁发生，危及铁路客运行车安全、制约高速动车组的发展。为此，有必要对受电弓的各类故障进行研究分析并提出解决措施。要求能根据各型受电弓实际运用中，受电弓出现的各类故障结合实践经验不断摸索和研究，掌握受电弓的各类主要故障，对其进行逐一分析并提出合理化解决措施。三、重点研究的问题结合日常运用中常见的多发故障，针对铁路动车组受电弓出现的各类故

4、障进行研究分析，找出各类故障的发生规律并提出解决措施和可行性整改方案。四、主要技术指标五、其他要说明的问题下达任务日期： 年 月 日要求完成日期： 年 月 日指导教师：开 题 报 告题目：受电弓常见故障研讨学生姓名： XXX 学号： 14700799 2016年 3 月 10 日一、文献综述本文根据目前国内外学者对受电弓的研究成果，借鉴他们的经验，结合自己的工作实际，对受电弓的常见故障进行探讨。这些文献给与本文很大的参考价值。本文主要查阅进几年有关电力机车和动车组受电弓的文献期刊。受电弓是动车组的重要受流部件，动车组受电弓从接触网获得AC25KV/50HZ电能，为动车组提供牵引动力，受电弓的安

5、全性能和技术状态直接影响动车组的安全可靠运行。通过对受电弓的常见故障进行研究，指导具体的日常运用和检修工作，并为厂家进行设备改进提供合理化建议。陈刚和林杰（2013）在动车组受电弓故障分析及改进中指出，受电弓故障产生的原因往往涉及弓网两方面，这其中，既有受电弓自身设计的结构和制造材料的原因，也有运行环境的原因。提出了改进受电弓设计，采用新材料、新技术的方法，加强并保证运用检修质量，探索并优化运用检修周期，实行受电弓部件寿命的动态管理。主张动车组受电弓故障原因设计面广，科研和运用部门、机务和牵引供电部门要进一步加强合作与沟通，加强弓网关系和受流技术的研究，加强受电弓故障的统计分析和原因查找有效消

6、除受电弓附属部件的电气、机械故障。马果垒（2009）在受电弓系统研究中指出，高速受电弓与低速受电弓的差别之一是其归算质量大大减轻。高速受电弓大量采用质量较轻的铝合金取代低速受电弓中质量较大的结构钢，在满足强度与刚度的前提下，最大限度减小受电弓归算质量，以改善弓一网动态性能是受电弓设计的关键问题。韩峰和吴积钦（2013）在中国铁路受电弓的发展与展望中指出，受电弓的设计和特性对弓网运行质量具有举足轻重的作用。如果高速的接触网配了不适合高速的受电弓，就不会产生所期望的结果。相反，也不可能通过采用适合高速的受电弓将普通接触网的最高速度提高到更大程度。为实现对高速列车理想的供电质量，必须有适合的接触网和

7、相应的高速受电弓相互配合。为保证高速运行需要，在运行过程中，根据要求适当控制受电弓的平均接触压力，以确保一方面没有不适当的燃弧，另一方面磨损不超过限制值和损坏滑板，并将接触线的抬升控制在规定范围内。这种受电弓需要增加主动控制设备。曹铮（2013）在关于动车组受电弓故障处理与检修的探讨中指出，受电弓的故障类型在入库检修和运行途中不尽相同。其中还有一点是，检修人员的技术水平和素质也对受电弓的性能有较大影响。主要体现在日常的检修和维护上是否到位。 赵晓明（2013）在CRH3型动车组受电弓故障分析及改进措施中指出，空气阻力和会车时的压力波都会对受电弓设备造成损害，要从材料和设计上对受电弓总成进行改进

8、，延长受电弓各组成部分的寿命，降低运用过程中的线上故障。滕莉娜（2014）在DSA 250型受电弓原理及常见故障分析中指出，根据受电弓的原理及其在实际使用的运行状况总结，它的故障主要分为电路故障和气路故障两大类 ，运行中的动车组因易发生异物打击，因此气路故障较多，而电路故障则易发生在入库进行维修和调整时。受电弓的故障都可以通过日常维护及时发现并避免故障的发生，因此在动车组每次进库检查时，都要对受电弓的组成部件进行全面认真的检查，对数据仔细核对，并严格按照维护计划和作业标准执行，保证其顺利运行。中国铁路总公司（2013）铁路动车组运用维修规程中规定，受电弓各部件应安装牢固，无丢失、变形、松动，气

9、路无漏泄；各关节转动灵活；弓头弹簧无裂损；弓角、碳滑板符合限度规定；软编线完好；气囊无裂损；升弓控制盒锁闭良好。通过以上文献综述，不难发现：高速电气化铁路关键技术之一是如何保证在高速运行条件下具有良好的受流质量，其重要因素就是受电弓电力机车的关键部位，受电弓工作质量的优劣对动车组受流状况有重要影响。受电弓直接与接触网导线接触，在静止或滑动状态下从接触网获得电能为机车供电，长期暴露在自然环境下工作，且在运行中由于离线等因素与接触网导线不断产生电的烧蚀、机械磨损，因此对其综合性能有着十分苛刻的要求。伴随着我国高速铁路的发展，对既有线路的提速改造和高速客运专线的加快建设，其中受电弓日常检查维修工作也

10、日益彰显。二、选题的目的和意义受电弓是动车组的重要电气部件，属于高压电器，它直接与接触网接触，将电流从接触网上引入动车组，供动车组使用。随动车组运行速度的不断提高，对其受流性能也提出了越来越高的要求，其基本要求有：滑板与接触导线接触可靠；磨耗小；升、降弓时不产生过分冲击；运行中受电弓动作轻巧、平稳、动态稳定性好等。而在高速铁路迅速发展的今天，受电弓故障频繁的发生严重制约了高速铁路的发展，因而研究受电弓的故障原因与其处理方法具有很大的现实意义，同时也顺应了高速铁路的发展。动车组具有清洁环保、高效节能等优点，在铁路运输中发展迅速，是今后铁路交通发展的一个重要方向。正是因为它的大力发展，也突显了受电

11、弓的故障问题。受电弓是动车组与电流之间衔接桥梁，受电弓的好坏会影响动车组在运行过程中的安全问题，现在普遍在对动车进行提速，对于受电弓的性能也提出了比较高的要求，对于受电弓容易出现故障的原因，做出相关处理的措施，对受电弓定期的检测和故障处理，让动车组能够安全的运行。我国目前运行动车组数量接近1400对，所采用的受电弓型号有DSA250、DSA/300、CX-NG型等。随着开行线路增加、客运量增大以及运行距离的加长，动车组受电弓故障频发，危及动车组行车安全，给动车组发展带来巨大挑战。因此，我们有必要对受电弓常见故障进行分析研究。通过对常见故障的分析研究，总结规律性；同时，通过认真阅读铁路动车组运用

12、维修规程，掌握我国铁路对动车组受电弓的检修要求。提出改进措施和建议，并为日常的运用检修工作提供指导。三、研究方案（框架）总体来说受电弓故障的主要原因有：接触网与受电弓的不匹配产生的问题，空气的摩擦力对于受电弓的影响，受电弓与动车顶端链接不当，碳滑板磨损严重，网线故障，受电弓碳滑板龟，裂检修工艺不太完善，检修人员专业技能不熟练。动车组在运行过程中受到不可抗力的影响，使受电弓不能正常运行，出现故障。对我局所配属的CRH380B型车在运营过程中常见的故障进行总结，对不同厂家所提供的元件的使用寿命、故障率和故障原因进行分析比对，对碳滑板的更换周期进行观察，对线路中发生的降弓事故进行分析。通过对故障原因

13、进行总结，总结出受电弓的常见故障并制定出相应的解决措施。四、进度计划1月1日 3月1 日 分析题目，查阅资料，学习与毕业设计相关的知识，作好前期准备工作。 3月11日 4月10日 划分论点，进行方案论证，撰写论文。 4月10日 5月15 日划分论点，进行方案论证，撰写论文撰写毕业论文并征求导师意见，修改毕业论文，进行毕业论文的评议。五、指导教师意见指导教师： 年 月 日中 期 报 告题目：受电弓常见故障研讨学生姓名： XXX 学号： 14700799 一、进展情况 已经完成受电弓功能及动作原理的总结分析，搜集了CX018受电弓的常见故障，通过对常见故障的分析总结出了部分原因。其他部分还在资料搜

14、集汇总，常见故障的针对性解决办法还在研究中。二、指导教师意见指导教师： 年 月 日结 题 验 收一、完成日期二、完成质量三、存在问题四、结论指导教师： 年 月 日中文摘要摘要：发展高速铁路是铁路现代化建设的必然趋势。而高速铁路均采用电力牵引，高速列车必须在高速运行条件下可靠地从接触网上取得电能，否则将影响列车运行和电气驱动系统的性能。高速电气化铁路关键技术之一是如何保证在高速运行条件下具有良好的受流质量。随着既有线的提速改造和高速客运专线的加快建设，弓网系统的问题日益彰显。关键词：高铁；受电弓；故障ABSTRACTTitle: Discussion on Common Faults of Pa

15、ntographsABSTRACT: Highspeed railway is an inevitable trend of the railway modernization construction.And highspeed railway all adopts electric traction.The pantograph must obtain electric power dependably,which can influence the train running and performance of electric drive system.How to make the

16、 current collecting quality well is a key technique of highspeed electrical railway. The serious problem of pantographcatenary system is obvious after the railway reconstruction for speed upgrading and the construction of highspeed dedicated passenger railway in ChinaKEYWORDS：Highspeed railway; Pant

17、ograph;Faults;目录目录中文摘要iABSTRACTii1 绪论41.1 选题背景41.2 选题的目的与意义41.3 国内外研究现状41.3.1 国内研究现状41.3.2 小结51.4 研究内容51.5 研究思路与论文结构52 受电弓的构造及工作原理62.1 受电弓的构造62.2受电弓的工作原理82.2.1升降弓原理82.2.2 受电弓的自动降弓功能93 CX 018型受电弓的构造及工作原理103.1 CX018型受电弓的构造103.2 CX018型受电弓的工作原理124 CX018受电弓常见故障及原因分析134.1 碳滑板故障及其原因分析134.1.1动车组空气动力对受电弓部件的影

18、响134.1.2动车组会车时对受电弓部件表面压力的影响144.1.3接触网硬点144.1.4静态接触压力异常144.2 编织线故障及其原因分析154.2.1弓网匹配产生的交变剪切应力154.2.2受电弓编织线截面形状不当造成的断股154.3 其他故障故障及其原因分析164.3.1绝缘子164.3.2受电弓无法正常升弓164.3.3受电弓受流性能不佳174.3.4压力开关故障175 结论185.1受电弓故障原因185.2如何避免受电弓故障频发185.3一般故障解决措施195.3.1库内检修作业195.3.2动车组运行途中发生受电弓故障的处置办法21参考文献231 绪论1.1 选题背景在中国科技速

19、发展的今天，动车具有清洁环保、高效节能等优点，在铁路运输中发展迅速，是今后铁路交通发展的一个重要方向。正是因为它的大力发展，也突显了受电弓的故障问题。动车组安全运行的关键部件就是受电弓，它是动车组从接触网上传递能源并获取能源的装置。受电弓安装在动车的顶部，受电弓在使用的时候会上升，与接触网接触，将接触网上获取电流，然后将电流从动车的顶部向动车的底部传送，使动车可以正常的运转。在动车停止时，受电弓不会升起而是贴在动车的顶部。受电弓是动车组与电流之间衔接桥梁，受电弓的好坏会影响动车组在运行过程中的安全问题，现在普遍在对动车进行提速，对于受电弓的性能也提出了比较高的要求，对于受电弓容易出现故障的原因

20、，做出相关处理的措施，对受电弓定期的检测和故障处理，让动车组能够安全的运行。1.2 选题的目的与意义受电弓是动车组极其重要的电器部件，用来把接触网25kV的电能传导给车内高压设备。350km/h的CRH380B型动车组采用的NX018型受电弓，自从2014年4陆续配属我局以来，在日常检修中也出现了一些问题。由于受电弓具有较好的气动力模型和气流调整装置，能有效改善受电弓的气动力稳定性，保证弓头位置稳定，整体性能基本适应动车组运行需要。但受电弓碳滑板、各编织线、支持绝缘子磨损断裂较为严重，以及线路弓网事故多有发生。不仅造成工作量和材料成本的增加，而且还容易造成受电弓各轴承的电蚀和绝缘距离的降低，影

21、响受电弓的正常性能的发挥。1.3 国内外研究现状1.3.1 国内研究现状我国高速铁路虽然起步晚，但是，近年来发展迅速，检修规章日渐完备。对常见故障提出了比较成熟的根据受电弓的原理及其在实际使用的运行状况总结，它的故障主要分为电路故障和气路故障两大类，运行中的动车组因易发生异物打击，因此气路故障较多，而电路故障则易发生在入库进行维修和调整。1.3.2 小结目前我国对受电弓的性能和维护，主要集中在优化弓网性能上，对实际运用中遇到的检修和维护问题研究不是很充足，这是我们接下来研究的重点。1.4 研究内容根据当前受电弓常见故障的研究现状及存在问题，本研究将重点研究以下内容：1.受电弓结构和工作原理分析

22、动车组受电弓的结构特点和工作原理，如动静接触力、升弓原理、降弓原理、自动降弓等，考虑受电弓在列车运行过程中的受流状况，分析影响受电弓故障和各部结构寿命的条件。2以CX018型受电弓为研究样本在分析受电弓普遍性的结构和工作原理的基础上，结合我国开行高铁的实际情况，对大量配属的CRH380B/BL系列动车组装配的CX018型受电弓进行案例分析，对影响受电弓故障的主要因素进行了详细论述。3.具有操作性的解决方案的制定根据受电弓的结构和线路特征、受流情况，以各部件为基础，逐个分析各部位结构的常见故障及其原因，并提出解决措施。1.5 研究思路与论文结构根据以上研究思路，本论文共分为五章。第一章简要介绍选

23、题背景、选题目的和意义、国内外的研究现状、论文的研究思路和方法。第二章分析研究了受电弓的基本结构和工作原理。第三章从我国实际出发，在对受电弓结构进行研究的基础上，针对性地介绍了CX018型受电弓的结构和工作原理。第四章介绍了在实际运用中常见的受电弓故障，并以部位为单元，对故障的原因进行分析并提出解决思路。第五章对全文做了总结，并提出了本论文有待进一步研究的问题。2 受电弓的构造及工作原理2.1 受电弓的构造受电弓结构有多种形式，按其传动方式分为弹簧上升式和空气上升式；按照臂杆的形式又可分为单臂受电弓和双臂受电弓；按照使用的速度还可分为高速受电弓和一般速度用受电弓；按使用场合分有直流受电弓和交流

24、受电弓；按受电弓框架的层数又可分外单层受电弓和双层受电弓(亦称子母弓)等等。目前我国电力机车上常用的是单臂受电弓。该受电弓由弓头、框架、 底架和传动机构四部分组成。底架支持框架，通过绝缘子固定在车顶上，框架通过升弓弹簧支持弓头，从机构学分析，整个框架是两个四连杆机构，传动机构作用于框架的下臂杆来实现升降弓动作。受电弓是安装在电气列车上的一种从接触线上集取电流的专用设备，由弓头、框架、底架和传动系统等部分组成，其几何形状可以改变。运行时，受电弓全部或部分带电，与安装平台的车顶电气绝缘，将电流从接触网传输到车内的电气系统。良好的受流对受电弓结构特性的要求可以总结如下： 1.受电弓活动部分(包括弓头

25、)归算质量要小。归算质量越小，升降运动的惯性力就越小，受电弓追随接触线高度变化的性能就越好，接触也就越可靠； 2.有良好的静压力特性。要求弓头在整个工作范围内具有几乎不变的静压力值。静压力值不宜过大或过小。静压力越大，接触电阻就越小，走行起来弓网接触就越可靠。但压力过大，受电弓滑板和接触线的磨耗增大。相反，静压力过小，受电弓追随接触线的系能变坏，易产生接触电阻大引起电热、离线、拉弧； 3.有足够的高度范围来满足线路接触导线高度变化的需要； 4.弓头在机车前进方向上的纵向偏移量应尽量小； 5.弓头在运动中要保持水平。由于受电弓弓头的工作随接触网的高度的变化而变化，在工作高度变化时，应保证弓头基本

26、水平，如果由于受电弓机构无法保持弓头的水平运动，将引起前后滑板接触不均匀，造成弓头偏磨和离线； 6.具有足够的机械强度和刚度。受电弓的整个工作过程几乎都是在振动和摇晃中进行的，而活动关节和杆件又特别多，机械强度和刚度又是受电弓安全工作的基础。所以，如何使一定的机械强度和刚度与小的归算质量统一起来就成为受电弓设计中一个重要的问题； 7.具有比较好的升弓特性和降弓特性。即能平滑、稳定地上升到最大工作高度，对接触导线不产生过大的冲击。降弓时为避免拉弧，要求在工作范围的任何高度降弓初期动作迅速，降弓终了动作缓慢，不易引起损伤的冲击； 8.受电弓滑板有足够长的使用寿命和自润滑性能，对接触导线不产生过份的

27、磨耗，且更换方便，紧固牢靠； 9.长期使用性能稳定； 10.制造、维修方便，成本低。图2-1单臂受电弓结构图表2-1受电弓的结构名称 1 碳滑板 2 支架3平衡杆4上框架5铰链座6下臂杆7扇形板8缓冲阀9传动气缸10活塞11降弓弹簧12 连杆绝缘子13 滑环14 连杆15 支持绝缘子16 升弓弹簧17 底架18 推杆受电弓主要由滑板机构、框架和气缸传动机构三部分组成。1. 滑板机构：主要由滑板和支架组成滑板的主体组成由铝板压制而成，在一定的强度下用铝可减轻其重量。滑板的直线长度为1200mm且两端处制成弯角形，这是为了防止在接触网分叉处接触网导线进入滑板底而造成刮弓事故。为使接触板磨耗均匀，接

28、触网导线与轨距中心线成“之”字形布置。滑板是通过支架装在上部框架上，支架由薄钢板制成，内装有小型圆柱螺旋弹簧，使整个滑板在机车运行时随接触网导线弛度的变化而作前后、上下的摆动，以改善受流状况。2. 框架：整个框架由上部框架、下臂杆、平衡杆、推杆和底架组成。底架是由槽钢和球墨铸铁的支架装配而成，并通过三个支持绝缘子安装在机车顶盖上。受电弓的受流运动部件都装在底架上。下臂杆的转轴由无缝钢管构成，装在底架上。下臂杆通过中间铰链座与上框架和推杆相连，中间铰链座为铸铁件。推杆由34mm4mm无缝钢管构成。两端分别用正反扣螺扣与推杆铰链链接，这样可以方便地调整落弓位和最大升弓高度。3. 气缸传动机构：整个

29、传动机构由缓冲阀、传动风缸、连杆、滑环及升降弹簧组成。2.2受电弓的工作原理2.2.1升降弓原理当动车组需启动受电弓时，首先由司机操纵升 降弓手柄，通过控制系统发送升弓命令，当电控阀接收到电路信号后动作打开，压缩空气经由此阀进人气路控制阀板，通过打开气路控制阀板上的升弓阀，将压缩空气传输给气囊 ，气囊充气带动升弓装置，最终实现受电弓的升起。同时，还可调节升降弓节流阀和调压阀对受电弓的升降弓时间以及静态接触压力进行调整， 保证运行时状态稳定。2.2.2 受电弓的自动降弓功能由于动车组运行的速度较高，受电弓极易因异物打击或接触网状态不佳造成故障 ，甚至发生刮网事故。为此，受电弓集成了ADD自动降弓

30、装置。当碳滑板磨耗过限时，碳滑板内部的气腔发生泄漏，连接在其上的压力开关检测到压缩空气值的变化，通过对压力值的比较，产生电信号，电信号通过网络系统 的传输给主断路器，实现主断路器分闸的操作，同时，传输给电控阀，促使电控阀关断，停止压缩空气对升弓气路的供应。受电弓内部残留的压缩空气也经过快速降弓阀迅速排向大气，保证受电弓迅速降下，实现自动降弓的功能。3 CX 018型受电弓的构造及工作原理3.1 CX018型受电弓的构造 图3-1 CX 018型受电弓的结构 表3-1 CX 018型受电弓的结构名称 1 底架 2 下臂3上臂4下拉杆5上拉杆6平衡系统7弓头8自动降弓装置9APIM装置10 减震器

31、11 铭牌12 绝缘子13 M16x120螺栓14 16号垫圈15 16号垫圈16 衬垫17 止挡18 管路31 柔性联轴节主要部件功能：绝缘子：绝缘子（13）使受电弓与屋顶机械连接，并实现电气绝缘。底架：底架（1）的刚性装置由焊接轮廓部分组成，包括：联合悬挂系统（2，3，4，5）， 阻尼器（10）， 平衡系统（6）。铰链系统：此系统由焊接钢管组成，包括以下组件： 下臂（2）下拉杆（4） 上臂（3） 上拉杆（5）这些组件确保了弓头的垂向运动。受流头：受流头由带有弓头装置（7）的铰链组成。该弓头实现为受电弓传递电流的功能，并允许在相互运动状况下与接触网接触。平衡系统：平衡系统（6）由气囊组成，气

32、囊通过下臂（2）的凸轮/弹性连接轴传递扭矩作用。该平衡系统的一侧安装在支架（1）上，另一侧悬挂在下臂（在弹性连接轴水平上）的凸轮上。该系统的实现平衡联接，确保受电弓与接触网之间保持持续的接触力。减震器：减震器（10）确保了高质量的电流传输。它作为一个单动式单元运转，作用于其向下运动时联接系统中。供气系统：APIM装置（9）为受电弓提供压缩空气，也承担了电气绝缘的任务。（自动降弓装置）系统：ADD系统可以在碳滑板损坏时使受电弓自动快速地降弓。降弓之后，如果碳滑板未修复，它可以阻止受电弓升弓。它以安装在受电弓支架上的一个气动ADD阀（8）为基础，通过空气管（包括碳滑板）作用。在正常运行情况下（碳滑

33、板无损坏），气动阀是关闭的。在碳滑板损坏的情况下，排出的空气气流将气动阀打开，实现自动降弓。压力开关提供碳滑板（低电流接触）损坏的信息，气囊压力下降，受电弓自动降弓。气动控制单元：该控制单元有以下功能：受电弓升弓命令，受电弓升弓速度控制，受电弓降弓速度控制，在额定静力下控制气囊内压力，过滤气动控制单元的压力空气， 在维护过程中命令受电弓升弓，提供受电弓升降弓信息。3.2 CX018型受电弓的工作原理受电弓是利用车顶接触网获取和传递电流的机械组成。受电弓由气囊组成的气动平衡系统控制，该气囊的压力空气由气动控制单元提供。在压力空气作用下气囊产生扭矩，通过凸轮及弹性连接轴作用在下臂的铰链处。从而使受

34、电弓根据设定速度升弓。通过气动控制单元调整压缩空气的压力，在该压力作用下不断改变受电弓的升弓高度，使弓头和接触线之间保持一定的接触力。如果压力空气供应中断或者低压电源供应发生故障，受电弓会自动降弓。降弓的控制方式是随着气囊内的压力空气排空后由重力作用自动实现。4 CX018受电弓常见故障及原因分析4.1 碳滑板故障及其原因分析2014年6月3日,济南铁路局CRH380B 5645动车组在运行时02车受电弓碳滑板断裂，触发ADD自动降弓，列车制动后复位操作，切换07弓运行，耽误行车15分钟；2014年8月15日，济南铁路局CRH380B 5656动车组02车受电弓碳滑板中间部分缺损并弯曲，右侧弓

35、头支架向斜上方扭转，右侧弓头支架和上臂有明显的异物打击痕迹，左侧弓头支架向弓体内部翻转，维持运行到站后进行切弓操作；2014年12月22日济南铁路局CRH380B 5673动车组运行时07车受电弓碳滑板严重变形弯曲，后经入库检查发现07车受电弓靠近碳滑板遭异物打击严重弯曲变形断裂，车顶中部有擦伤划痕。碳滑板材质多为硬碳 ，作为受电弓的一部分，通过其与接触网线的直接接触实现受流，为动车组提供动力。 而接触网导线多为铜合金，硬度大于碳滑板，因此在使用中经常会出现滑板磨耗过限，而磨耗过限的滑板会因为其内部气腔的漏风启动 自动降弓的功能 ，使受电弓无法升起，造成故障。造成碳滑板故障的主要原因为：静态接

36、触力调整不 良。适当的静态接触力既保证了受电弓的稳定受流，又能保证碳滑板的使用寿命，若压力值过大，可能造成碳滑板与接触网线间压力过大，摩擦加剧，若压力值过小，在线路高低起伏的接触网区域，易造成受电弓的离线，甚至刮网事故。采取的主要措施为及时对静态接触压力进行调整，正常的接触力值为705N ，调整的依据为弹簧秤显示数值 ，而非控制阀板上的压力表数值 。1、从动车组入各动车所检修现场调查可以发现，造成碳滑板故障主要有以下几点：受电弓疲劳损伤，受电弓碳滑板裂纹、碳滑板缺损、碳滑板偏磨；升降弓压力不正常；受电弓碳滑板与接触网线接触不良；网线故障；检修工艺不太完善；检修人员专业技能不熟练。2、动车组运行

37、途中受电弓故障的主要原因是受电弓遭到异物击打，造成受电弓碳滑板变形、断裂，甚至受电弓掉落4.1.1动车组空气动力对受电弓部件的影响动车组运行中，周围空气的动力作用一方面对列车和列车运行性能产生影响，同时对车顶受电弓的运行也产生一定的影响。受电弓作为一个弹性机构，通过自身结构保持与接触网导线的接触压力，在运行过程中，受到运行动态力的影响，使其在运行中的振动变得非常复杂。除此，受电弓在运行中还受到空气流作用产生的一个随速度增加而迅速增加的气动力。从风洞试验结果来看，动车组表面压力在头车车身、拖车和尾车车身区域为低负压区。在有侧向风作用下，动车组表面压力分布发生很大变化，当列车在曲线上运行又遇到强侧

38、风时，尤其对车顶部件表面压力的影响最大。4.1.2动车组会车时对受电弓部件表面压力的影响在一列车与另一静止不动的动车组会车以及2列等速或不等速相对运行的动车组会车时，将在静止动车组和2列相对运行动车组一侧的侧墙上引起压力波（压力脉冲）。这是由于相对运动的动车组车头对空气的挤压，在与之交会的另一动车组侧壁上掠过，使动车组间侧壁上的空气压力产生很大的波动。试验和计算表明，动车组会车压力波幅值大小与速度有关，随着会车速度的大幅度提高，会车压力波的强度将急剧增大。由试验可知，当头部长细比为2.5，2列车以等速相对运行会车时，速度由250km/h提高到350km/h，压力波幅值由1015Pa增至1950

39、Pa，增大近1倍。4.1.3接触网硬点接触网接触悬挂的一个重要指标就是弹性均匀，由于接触悬挂本身存在弹性差异，如果在接触悬挂或接触线的某些部位有附加重量、偏斜的线夹和安装不良的分相分段器，在电动车组高速运行情况下，受电弓就可能出现不正常波动或摆动，甚至出现撞弓、碰弓现象。形成这种现象的本征状态称为硬点。硬点是一种结构的本征缺欠，并且是相对的，在已定的接触网结构下列车速度越高硬点表现越明显。硬点是一种有害的物理现象，它会加快接触导线和受电弓滑板的异常磨耗和撞击性损害，撞击力还会向受电弓其他部件传递。4.1.4静态接触压力异常接触压力偏小，则接触电阻增大，功率损耗增加，动车组运行时易产生离线和电弧

40、，从而导致接触导线和滑板的电磨损增加。在电气化铁路牵引供电系统中，受电弓在运动过程中产生与接触导线脱离的现象。这种现象除了使负载电流不连续，影响动车组的受流质量外，还会产生电弧现象。这种弓网拉弧除了使车载电器承受高频振荡过压外，还会烧蚀接触导线及受电弓滑板，轻者使接触导线使用寿命缩短，重者烧断接触导线，造成重大事故。接触压力偏大，则机械磨损增加，甚至造成滑板局部拉槽，进而造成接触导线弹跳拉弧，以至刮弓。刮弓是指因接触网异常，而把动车组的受电弓损坏。刮弓是接触网和受电弓的一重大事故。如果错给信号将动车组放入无电线路，乘务员发现不及时采取降弓措施就容易造成刮弓。防止刮弓事故对于应从两方面来考虑：一

41、是动车组整备作业时对机车受电弓进行质量检查。不使病弓出段；另一方面是在动车组运行中密切注视接触网状态，发现问题及时采取降弓措施，特别是出入车站，道岔，调车作业中，分相分段绝缘处以及天气恶劣时尤应注意。因此，要求受电弓在其工作高度范围内有一个较为合适的、基本不变的接触压力，这个接触压力由受电弓机械结构和各部分参数决定。适当的静态接触压力可以使受电弓与接触网导线正常接触，减少离线，克服风和高速气流及轮轨传来的机械振动的影响，保证良好的受流特性。4.2 编织线故障及其原因分析自2014年济南铁路局开始配属CRH380B型动车组以来，受电弓各编织线磨损断裂较为严重（未改进前编织线新品使用时间仅为一周）

42、，不仅造成工作量和材料成本的增加，而且还容易造成受电弓各轴承的电蚀和绝缘距离的降低，影响受电弓的正常性能的发挥。尤其是，其中发生一起因编织线一端松脱，导致受电弓铝制结构融化、松动，在碰撞风管中致风管熔断，受电弓紧急降弓、配件脱落的事故。4.2.1弓网匹配产生的交变剪切应力运行中为保证牵引电流的顺利流通，受电弓和接触线之间必须有一定的接触压力CX 018型受电弓接触压力为（7010）N，接触导线在受电弓抬升作用下会产生不同程度的上升，从而使受电弓在运行中产生上下振动，使受电弓产生一个与其本身归算质量相关的上下交变的动态接触压力。该接触压力和硬点产生的撞击力会使受电弓的上、下臂及下臂、底架之间产生

43、持续不断的相对转动，使臂杆之间及上臂杆与弓头之间的编织线不停地伸缩或扭动，交变剪切应力的作用导致编织线过早断裂。4.2.2受电弓编织线截面形状不当造成的断股编织线由很多细导线编织而成，由于动车组在运行中其动作次数比较频繁，如果编织线的截面形状和连接方式不当，就会造成软联线逐渐折损。目前，编织线截面形状为扁平矩形结构，在相同的截面面积和空气动力的情况下，该截面结构编织线所受的压力值较高，而从材料力学角度分析，该结构的抗弯曲和剪切许用应力值又较小，其边缘部位又存在一定的应力集中，造成编织线容易断股。编织线断股后，由于单位面积电流的增大，导致编织线及连接座的温度升高，从而使接触电阻增大，造成恶性循环

44、，致使编织线热脆性增强。4.3 其他故障故障及其原因分析4.3.1绝缘子受电弓支持绝缘子硅橡胶伞裙为柔性材料受电弓支持绝缘子是由有机合成材料组成的复合结构绝缘子，主要由芯棒、金具、伞裙护套和粘接层组成。硅橡胶伞裙护套是合成绝缘子的外绝缘部分，其作用是使绝缘子具有足够高的抗湿闪和污闪性能，保护芯棒免受大气侵蚀。金具是合成绝缘子的机械负荷的传递部件，它和芯棒组装在一起构成绝缘子的连接件，伞裙护套与芯棒之间用粘接胶进行粘接。由于硅橡胶绝缘子的伞裙是柔性材料，动车组在高速运行时，绝缘子背风面伞裙在空气流作用下产生较高的负压，在交会列车及速度变化时绝缘子周围空气动力长期作用，易出现交变舞动和振动变形，最

45、终造成伞裙与护套连接处逐渐裂损。 4.3.2受电弓无法正常升弓受电弓的升弓主要由电路控制，气路驱动，因此受电弓无法升弓的原因有以下几种 ：第一 ，气路管路存在泄漏，当存在泄漏时，即使所有通路都正常运行，压缩空气在大量泄漏后，其压力值也达不到驱动升弓装置的数值；第二，受电弓气路控制阀板故障，受电弓的压缩空气是通过阀板上的阀门来进行控制，通过对阀门的调整可以实现对受电弓升降弓时间和静态接触压力值的调整，若阀门之间的连接松动或存在漏气现象，将造成升弓运行缓慢甚至无法升弓；第三，受电弓内部轴承卡滞，当压缩空气驱动升弓气囊之后，气囊带动桁架和钢丝绳，驱动下臂轴承带动下臂运动，下臂再带动上臂及其轴承实现升

46、弓，若轴承卡滞无法旋转整个受电弓的铰链系统无法运行，也就无法升弓；最后，受电弓的升降弓命令是通过电路进行传输的，若电气连接器插针发生弯折，动作不良等现象，也可能造成电路信号传输不畅，导致电控阀无法接受命令打开，压缩空气进入不到升弓气囊，发生无法升弓的现象。对这些故障的处理主要是预防为主，做好日常维护工作，对受电弓各部件的调整 ，要严格按照维护计划进行。 4.3.3受电弓受流性能不佳动车组的牵引力是通过受电弓的受流来实现的，若受电弓无法正常受流，将对牵引系统产生很大影响。受流性能不佳的原因，可能是电源软连接线损坏，电源软连接线的作用是在轴承处对电流分流，防止轴承的电离损伤，若其损坏电流流通不畅，

47、影响受流；另外，碳滑板的损坏以及受电弓内部摩擦过大，接触压力值过低都可能造成受流频繁中断。对这些原因主要措施为，对损坏的部件进行更换，需要调整的静态接触压力值要通过正确的方法重新进行调整 ，同时加强对受电弓运行状态的监控 。4.3.4压力开关故障压力开关通过对压力值的比较发出电信号给电控阀，通过对电控阀的控制，控制气路的通断。因此压力开关损坏或调整不当会造成无法升弓或升弓后无显示。当发现已升弓但无显示或显示延长就可判断为压力开关故障。首先检查压力开关调整是否得当，功能作用是否良好，若有部件损坏则需进行更换。通过以上对常见故障的分析，可以看出，受电弓的故障都可以通过日常维护及时发现并避免故障的发

48、生，因此在动车组每次进库检查时，都要对受电弓的组成部件进行全面认真的检查，对数据仔细核对，并严格按照维护计划和作业标准执行 ，保证其顺利运行。5 结论5.1受电弓故障原因首先是接触网与受电弓的不匹配产生的问题。对于接触网的标准悬挂就是使悬挂的接触网弹性均匀。但是这个似乎很难做到，因为接触网的悬挂受到外部环境的影响，所以每一段的弹性都是存在差异的，有些地方安装了过重的装置，就会导致高速运行的动车组的受电弓剧烈波动，就会损坏受电弓。这种现象下的征状就是硬点，在现有的接触网条件下，动车组的速度越快硬点征状就越是突出。这并不是一个很好的现象，接触网的剧烈波动会导致它磨损程度的加剧，也对受电弓产生撞击性

49、损害。其次是动车组在高速运行中空气的摩擦力对于受电弓的影响。在动车组保持运动过程中，空气的阻力会对高速运动的列车产生影响，对于动车顶端的受电弓也会产生一定程度的影响。在动车运行中，受电弓需要上升与接触网接触，产生振动，而在这一过程中，空气的流动在加速，使受电弓受到空气阻力摩擦的作用，会对动车顶部的受电弓产生较大的影响。第三是受电弓与动车顶端链接不当，动车在高速运行过程中受电弓在频繁工作，如果受电弓链接不当造成的断股编织线由很多细导线编织而成，就会造成链接部位的磨损，影响受电弓的使用寿命。现在受电弓的编织线形状多以扁平形结构，在空气阻力和链接面积相同的情况下，这部分受到的压力是比较大的，受电弓编

50、织线截面形状不当造成的编织线容易断股。这就会造成很多危险，比如局部电流增大，编织线链接的部分温度过高，这样增大了链接部分的电阻，编织线容易发生热脆，使受电弓发生故障。总体来说受电弓故障的主要原因有：接触网与受电弓的不匹配产生的问题，空气的摩擦力对于受电弓的影响，受电弓与动车顶端链接不当，碳滑板磨损严重，网线故障，受电弓碳滑板龟，裂检修工艺不太完善，检修人员专业技能不熟练。动车组在运行过程中受到不可抗力的影响，使受电弓不能正常运行，出现故障。5.2如何避免受电弓故障频发受电弓是动车组安全运行的关键部件，是沟通动车组与接触网的桥梁，是动车组从接触网上获取能源并传递能源的唯一部件。因此，在动车组运行

51、途中受电弓产生故障，我们应该及时妥当处理，保证动车组安全运行。所以要检查电弓运行中的磨损情况，坚固碳条安装，完整电头集，检查受电弓是否有变形等症状。检查轴承和受电弓的链接处是否保能够灵活升降。检查底架橡胶应水平安装防止它变形。检查升弓装置有无问题，能否灵活升降。检查连接线各处是否破损，链接的部分是否紧密，是否有接触不良的问题。保持升弓状态，听升弓状态的声音，可以检测出受电弓气阀板是否有故障，电弓气阀板需要牢固安装，防止漏气，其次是要看气压是否在正常范围内。对受电弓经常发生故障的地方进行接触网的检查，将故障反应到相关维修部门，对此地方进行检修。 由专业技术人员对检修人员进行培训，对受电弓的工作原

52、理、易发生的故障、如何解决受电弓的突发故障进行系统的培训。使检修人员、掌握新技能，方便解决受电弓出现的故障。了解运行路段状态，填写信息反馈表。对受电弓经常发生故障的地方进行接触网的检查，将故障反应到相关维修部门，对此地方进行检修。并将修复后的结果告知动车组。改变受电弓软连接线截面形状将软连接线截面形状由平矩形结构改为圆形结构，圆柱形表面的迎风处对正来流方向为正压区，沿曲面向两侧，正压逐级减小变为负压。在相同的截面面积和空气动力的情况下，该截面结构的软连接线所受的平均压力值较低，另外，该结构的抗弯曲和剪切许用应力值又较高，软连接线不易断股.5.3一般故障解决措施5.3.1库内检修作业1、及时修复

53、运行中产生的正常损伤。受电弓碳滑板安装应坚固，集电头应完整，并进行振动检查(用一个重量1009的锤缓慢敲打)，观察碳滑板应坚固，无剥离。将碳滑板表面清理干净，目视检查碳滑板状态。测量碳滑板残存厚度，当受电弓碳滑板出现下列情况时，必须进行更换：正常磨耗到限(碳滑板残高小于5mm)；超过1处横向裂纹并连续到了碳滑板基板(当横向裂纹接近碳滑板端部200mm时，有1处裂纹的碳滑板必须更换)；纵向贯穿性裂纹；裂缝导致滑板漏气，受电弓无法正常升起滑板受冲撞后扭曲变形导；边缘处磕碰导致滑板大面积掉块(接近宽度的12)；铝托架严重烧损(面积接近高度的l2)。 检查弓头支架等零件无变形、脱落、裂纹等现象。检查拉

54、杆两端的关节轴承以及升弓装置销轴处保持润滑，转动灵活，没有缺损。检查底架橡胶止挡无老化变形，安装应水平：各气管无破损。检查升弓装置气囊无裂纹、破损现象。检查阻尼器无泄漏现象。检查钢丝绳无断股现象，在降弓位置，两侧钢丝绳的张紧程度应一致。检查各处电流连接线无破损，连接螺母紧固，接触良好，各气管无破损。检查各部紧固零部件七松动。在司机室操纵受电弓升降23次，确认受电弓各部无漏气现象。保持升弓状态，到相应车厢通过目测和听觉检查受电弓气阀板，应安装牢固，无漏气现象：压力表在检定有效期内。2、对受电弓装置进行普查，对压力不良的重新调整压力，保证升降弓压力正常。（1）受电弓的维护使用前，检查所有紧固件状态

55、是否良好；编织导线是否完整，断股严重的，应及时更换；绝缘子不允许有裂痕，并应保持其清洁干净；弓头滑板应仔细检查，滑板之间平整，不允许凸台衔接。因为接触网导线与轨道中心成“之”形布置，当机车运行时，接触网导线在弓头滑板上左右滑动，凸台衔接的滑板会阻碍左右滑动，可能导致不良后果。对于已磨损到限的滑板，应及时更换，更换后，整个滑板顶面应平滑。（2） 受电弓的调整。静态接触压力的调整调整时，传动风缸接压缩空气，使受电弓和传动风缸之间无力的作用。整个调整过程是在弓头匀速上升或下降状态下进行。调整方法：调节两个升弓弹簧拉伸长度和调节扇形板上的螺钉高度。这样就调节了升弓转矩大小，使受电弓在工作高度内静态接触

56、压力在规定范围内。这种调整，在工作高度范围内，要多次反复进行，直至静态压力值、同高压力差和同向压力差均稳定在规定范围内为止。（3）升降弓时间的调整。升降弓时间是通过调整缓冲阀进气或排气阀座的豁口大小来达到的。当升弓太快时，将进气阀座和钢球拆下，将钢球对准豁口适当压紧，使豁口变小。升弓太慢时，则将进气阀座的豁口锉大些。（4）落弓不到位。受电弓在使用中有时出现落弓不到位。一般这种现象是由于滑板磨耗后弓头重量减轻，使弓头静态接触压力值变化而造成的。其调整方法是：检查静态接触压力值，并重新调整静态接触压力，恢复到规定值。检查扇形板靠弹簧侧的调整螺钉是否过高。调整拉杆绝缘子的拉杆长度，使之增长，以便增加

57、降弓弹簧的降弓力矩。检查推杆长度是否超过规定值。检查传动风缸和受电弓之间在车顶盖上的安装距离是否发生变化。检查传动风缸内的降弓弹簧刚度是否变值。3、检查受电弓碳滑条的高度差，必须保证两根碳滑条的高度差主3姗，检查调整杆的防缓螺母是否松动，确保碳滑条在同一水平度，保证受电弓碳滑条与网线接触良好。4、对受电弓碳滑条受损经常发生的区段，及时反馈到供电段，要求供电段对该段接触网进行检查，消除隐患。 5、完善受电弓检修工艺。6、由专业技术人员对检修人员及随车机师进行培训，对受电弓的构造，常见故障、检修过程以及如何应对突发故障进行详细讲解。使检修人员、随车机师掌握新技能，提高素质。机师掌握新技能，提高素质

58、。 7、动车组入库检修时，发现受电弓碳滑板非正常磨耗或有异物击打痕迹时，要予以拍照，同时向随车机师了解运行区段、交路、运行状态，填写辆供联控信息反馈表，报相关供电段、客专维修基地，供电段、客专维修基地接到辆供联控信息反馈表后应立即利用天窗点安排人员检查接触网状态，并将检查结果通知车辆部门。5.3.2动车组运行途中发生受电弓故障的处置办法动车组运行途中发生突然自动降弓或发生弓网故障时，随车机师与司机沟通后将故障情况立即汇报段生产调度科，生产调度科按规定向上级领导及部门汇报。随车机师得到司机通知后下车检查受电弓情况。当受电弓碳滑扳断裂变形，受电弓弓头及附属配件变形、移位，受电弓供风软管脱开、断裂，

59、受电弓在降下状态时有部件翘起、移位，受电弓发生其它危及行车安全、侵限情况时，随车机师必须登顶进行处理。发现接触网损坏、断线、各类配件损坏时，随车机师应立即汇报司机，由司机按规定处理。经初步检查确认接触网lE常，受电弓外观可见部分无明显异常或超限但未能判明降弓原因时，随车机师应立即汇报司机，同时报告段生产调度科，生产调度科按规定上报及通告相关动车所。随车机师通知司机切除已降下的受电弓，换弓运行，限速160hh运行至前方站。如前方站为终点站，则按照卜级指示安排启动热备动车组替换。如前方站为非终点站且为高台站时，随车机师在停站后使用望远镜、旅客进站扶梯、人字梯、凳子或其它手段进行进一步检查确认，如确

60、认受电弓外观整体正常不影响运行安全时，维持运行至终点站，如不能确认，则必须登项检查。动车组登顶检查作业按以下程序进行：请求停屯随车机师穿戴好防护用品做好登项准备。核对命令。确认断电。挂接地杆安全监护。登顶处理。随车机师登顶后发现受电弓损坏，具备条件时，应在处理前用手机对故障部位进行拍照。在对故障受电弓进行应急处理时，须用铅丝、扎带绑扎故障受电弓上、下臂、附属活动部件及故障部件。绑扎完毕，随车机师必须用手在上、下臂处用力抬动，确保绑扎牢固，防止故障受电弓及其部件运行时侵界，同时清理散落在车顶的弓网部件。在确认车顶无任何异物后，随车机师方可下车项。随车机师登顶检查发现受电弓状态正常时，通知司机升弓

61、，在确认受电弓动作正常后下车顶。经检查确认不能继续运行或无法处理、影响运行安全时，应立即请求救援，并按有关规定处理。撤除防护。恢复供电。弓网故障动车组经处理后维持运行至终点站后，必须启用备用车组替换入所检修。动车组途中发生受电弓受异物击打损坏或供电设备异常影响弓网关系时，动车运用所和相关部门必须按照关于进一步加强辆供联控-亡作的通知文件规定与供电部门进行联控。加强动车组受电弓故障应急处置演练，配齐各类应急工具备品，组织随车机师开展登项检查处置实作演练，确保随车机师人人过关，切实提高应急处置水平。参考文献1滕莉娜. DSA 250型受电弓原理及常见故障分析J.黑龙江科技信息, 2014, 33:1652中国铁路总公司铁路动车组运用维修规程（2013）3曹铮.关于动车组受电弓故障处理与检修的探讨J.中国科技博览, 2013, 4:2974赵晓明.CRH3型动车组受电弓故障分析