受电弓升降弓故障分析及改进措施

受电弓升降弓故障分析及改进措施

袁亮亮

中国铁路上海局集团有限公司徐州供电段  江苏省徐州市 221000

摘要：高铁动车在运行速度范围内,受电弓有良好的动力学性能,能够保证在各种轨道和速度条件下与接触网具有良好的接触状态和接触稳定性。尤其是在气路上的特别设计保证了它升弓时,保证与接触网有良好的跟随性,降弓时与接触网迅速脱离。某动车公司受电弓频繁报升降弓故障,043车Ⅱ端受电弓首次出现升弓故障,3天之后再次报受电弓降弓故障,现场处理无效,更换其它车辆上线运行。017车又出现受电弓降弓故障,故障现象与043车一致,同样的故障在017车受电弓升弓再次出现。目前动车相关投诉已经发生多起,为彻底解决该问题,消除客户抱怨,提高产品运行稳定,本文从弓降弓过程可能导致升降弓故障着手,分析无法故障的常见原因都有哪些,针对改进方案进行计算验证,以其为后续改善提供依据。

关键词：动车组；受电弓；应急处置

引言

高铁动车在日常运营过程中，各变电所在中压交流电网降压整流后为直流接触网供能，接触网为列车运行提供足够的动力。接触网是高铁动车中十分重要的组成部分，因此对接触网进行检查和维护尤为重要。当轨行区有此类相关施工时，为确保人员安全，施工区域内的接触网需要停电。施工完成后，则需要对接触网送电。整个过程全部是由控制中心供电调度员对施工区段直流开关、触网闸刀进行遥控操作，通过分闸、合闸来达到接触网停、送电的效果。这种完全由供电调度员对开关、闸刀进行分、合闸操作的方法，不但耗时长、操作繁琐，而且施工效率低。因此，本文提出了一键停送电功能，解决了接触网停、送电操作耗时长及操作繁琐效率低等问题。

1受电弓概述

受电弓是高铁动车的重要组成部分，它影响高铁动车的交通安全，它由以下几种形式组成:电动弓(例如TSG18G1)、下壁、上框架、手柄、电气连接件、安装杆、阻尼器、阀门、隔热层、安全气囊(圆柱)、碳滑板，同时也可以分为石质、单层、机械臂和垂直控制器，国外的电力和气压传动技术发展较早，尤其是早、晚应用于电力机车的高清网络技术不断优化和完善，使其逐渐应用于高铁动车中，目前有更多的制造缝隙的企业，其产品在世界各国的使用都相对较晚，而国内弓网的发展却相对较快，特别是由于我国的技术突飞猛进，国内的弓制造商结合我国的实际，开发了适合高铁动车实际条件的弓网制造技术，如上海制造弓网的公司自己开发了一系列弓网产品，并将其用于国内高速铁路。

2高铁动车受电弓故障原因分析

受电弓选择信号的突变，与受电弓模式选择开关状态和司控器钥匙状态变化密切相关。受电弓模式选择开关状态变化时，受电弓选择信号会跟随变化。因为下载数据记录到受电弓选择信号的变化持续1s，但未采集到受电弓模式选择开关状态变化，故排除故障原因是受电弓模式选择开关状态变化的可能性。TCMS对司控器钥匙状态信号的处理设置了1s的下降沿延时，即司控器钥匙状态瞬间由激活跳变为断激活后，在1s内TCMS依旧认为司控器钥匙为激活状态。当动车组非激活端司控器钥匙信号由于电磁干扰瞬间产生从断激活到激活、最后又断激活的短暂脉冲信号时，TCMS在延迟时间内会误判动车组非激活端被激活。TCMS应用程序为多任务并行执行的软件，且司控器钥匙数量计算、主控车位置判断、本车相对主控车位置判断等逻辑所在的任务周期不一致，故TCMS可能误判动车组激活端，并导致受电弓选择信号变化并持续1s。因此当Mc2车有司控器钥匙、列车选择后弓模式、Tp1车受电弓升起时，Mc1车司控器钥匙有短暂跳变，有一定几率引起TCMS误判动车组Mc1车被激活，Tp1车受电弓误判为前弓模式，导致受电弓选择信号产生变化，从而导致降弓。

3高铁动车受电弓故障处理策略

3.1高铁动车受电弓检修流程优化策略

高铁动车车辆的维修通常分为以下几类:第一，预防性维修；第二，预防性维修(前瞻性维护)包括发现产品的缺陷；及时消除确保动车中稳定和安全的问题；这是解决曲线损坏的最有效方法；进一步优化了预防性维修程序；并总结了以下：(1)单目检查:工作人员对曲线的现状进行评估时，发现有问题的部分时，立即更换；(2)清除:使用清除和清除清除清除表面和匹配点；(3)清除需要在圆弧内部润滑的部件，例如向齿轮添加润滑油；(4)检查限制条件:根据限制条件检查圆弧内部的重要部分，并检查功能是否符合运动标准；(5)检查功能:检查设备和工具是否有间隙，并关注设备功能；(6)性能测试:使用设备或工具测试圆弧的运行状态。包括固定力矩检查；(7)修复和更换:快速修复和更换严重磨损或损坏的部件，以及具有故障的部件；(8)分解服务:使用上述步骤；(9)拆卸带有故障的产品和维修单个部件，并在维修部件后对其进行重新装配，以确保其符合高铁动车的需求。

3.2接触线及汇流排各方面故障的优化措施

锚段关节位置汇流排的绝缘子故障对高铁运行的影响非常大，为了更好地控制这类故障的产生，需要从以下几个方面展开工作：其一，重视材料的选用。如前文所述，绝缘子经常发生倾斜、破损等问题，虽然形成原因是多方面的，但提高汇流排的综合性能，在一定程度上可以降低外部因素对绝缘子的影响，因此在材料选择上可以选用有热胀冷缩性能的，以此来增强绝缘子的弹性，防止倾斜问题的发生；其二，加强污染区的清扫工作。在汇流排施工时，需要对周边情况进行日常检查与清扫，以确保连接位置的清洁状态，另外还需要对潜在隐患进行有效处理，尽可能地排除外部环境对汇流排绝缘子的干扰；其三，严格遵循设计要求安装汇流排。为防止绝缘子脱落的情况发生，必须要把控好各项数值信息，比如连接处不平顺度须＜0.3mm，汇流排中轴线与轨顶平面偏斜须≤1°，另外还要严格按照相关流程进行部件安装，以减少故障问题发生率。

3.3库内供电模式判断优化

对于因延迟而导致误判库内供电的故障，优化方案如下：1）延长TCU判断库内供电模式的滤波时间，由1.5s延长到10s。2）当Mc1车和Mc2车的TCU同时报送库内供电信号时，TCMS才采信库内充电模式。3）将库内充电接触器与辅变输出接触器机械电气互锁，只允许其中1个闭合。TCMS或TCU采集库内充电接触器的电平状态，并据此判定列车是否处于库内供电模式。

3.4防范螺纹滑牙与螺栓松动故障的措施

就当前实际情况来看，我国对于T型头螺栓松动问题的处理方法还处在不断探索和研究之中，缺乏较高可行性的技术防范手段，因此可以从其他方面入手来解决这类故障问题。具体来说，一方面可以通过加强日常检修和排查力度，提前做好预防方案的方式，将供电系统刚性接触网中可能引发螺栓松动的影响因素及时解决掉，以防问题的产生和扩大。另一方面，还可以在接触悬挂完成后，对所有螺栓的固定位置进行标记，一旦出现松动迹象，就能准确发现并处理，从而降低故障发生率，另外增加弹性垫圈、减少零件数量等方式，也能够在一定程度上减少螺栓松动的情况。对于螺纹滑牙故障的处理，则需要从施工前期就提高重视，尤其是要重视中间接头材料的有效选取，以及连接方式的合理设计，这两项举措都可以很好地分散螺纹的部分受力，从而减少滑牙情况的发生。

结束语

经上述分析可知,该型号受电弓在运行过出中频繁报升降弓故障,是因受电弓内置不锈钢风管疲劳断裂漏风导致,因此在针对该故障问题进行改进时,通过对气路薄弱环节进行改进,采用高性能的TPEE软管,不仅可以改造接头处从薄弱连接,同时便于了后续设备维护和检修，同时要确保接触网各参数符合技术标准，确保弓网接触良好，保证接触网供电平稳有序。

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