張煒琨 中國鐵路鄭州局集團有限公司

前言：受電弓作為動車組高壓牽引系統(tǒng)的重要組成部分，通過支持絕緣子安裝于車輛車頂，通過弓頭上的碳滑板與接觸網(wǎng)接觸集取電流，為動車組提供牽引動力，對動車組的安全運行具有十分重要的意義。CRH380A 型動車組使用的受電弓型號為 TSG19A（株洲九方），弓頭長1950mm，滑板長1576mm，質量（不包括絕緣子和閥板）為117kg。TSG19A型受電弓為單臂式受電弓，由底架、阻尼器、升弓裝置、下臂、上臂和弓頭等組成，具有重量輕，弓頭歸算質量小的特點。

1 自動降弓故障統(tǒng)計

由于受電弓安裝于動車組車頂位置，工作環(huán)境為露天高速，受到飛鳥等異物擊打造成自動降弓的概率較高；另外，受電弓本身質量也是一個重要因素，如ADD閥自身發(fā)生偶發(fā)性故障而導致自動降弓。因此受電弓自動降弓故障根據(jù)故障部位可分為以下3類：

（1）受電弓供風管受異物擊打漏風；

（2）碳滑板受異物擊打漏風；

（3）ADD閥自身故障漏風；

據(jù)不完全統(tǒng)計，2017年全路CRH380A型動車組自動降弓故障33件，其中供風管遭異物擊打漏風共27件，碳滑板受異物擊打漏風4件，ADD閥自身故障漏風2件，故障分布統(tǒng)計情況如圖2所示。

圖2 受電弓自動降弓故障分布統(tǒng)計情況

2 受電弓自動降弓原因分析

2.1 正常升弓

2.1.1 氣路原理

在司機室按下受電弓升弓按鈕，升弓電磁閥得電動作，向動車組受電弓供應壓縮空氣。壓縮空氣首先進入受電弓氣閥板，依次經(jīng)過氣閥板的空氣過濾、壓力調整、流量調節(jié)，再經(jīng)過車頂空氣管路、受電弓絕緣軟管和受電弓底架上的空氣管路的傳輸后，氣路分成為兩條支路，一條支路向受電弓升弓氣囊供氣，另一條支路經(jīng)由ADD閥向滑板、氣閥板壓力開關（DS2）供氣。受電弓升弓氣路原理圖如圖3所示。

圖3 受電弓升弓氣路原理圖

壓縮空氣進入升弓氣囊，氣囊膨脹抬升，氣囊在抬升的過程中同時帶動鋼絲繩拉拽下臂，使受電弓逐漸升起，直到弓頭與接觸網(wǎng)接觸并保持在規(guī)定的接觸壓力。受電弓正常工作時，氣囊被持續(xù)供以壓縮空氣，弓、網(wǎng)間的接觸壓力保持恒定。

2.1.2 電路原理

圖4 受電弓升弓電路原理圖

受電弓升弓電路主要由升弓信號回路和升弓保持回路兩部分組成，升弓信號回路中PanUR繼電器得電，兩個常開觸點自鎖閉合，使升弓保持回路得電導通，PanUV升弓電磁閥得電受電弓得以升起并保持。受電弓升弓電路原理圖如圖4所示。

2.2 ADD自動降弓

ADD閥是受電弓實現(xiàn)自動降弓的部件，它分為上下兩腔。上腔與受電弓自動降弓氣路（碳滑板、受電弓供風管）相通，下腔與受電弓主氣路相通，上、下腔間通過膜片隔開，膜片上有連通上、下腔的導流小孔。

當受電弓自動降弓氣路（碳滑板、受電弓供風管）漏風時，上腔壓力下降，膜片下表面受到的支持力大于膜片上表面受到的下壓力，膜片因而向上凸起，造成下腔與快排口相連，從而進入ADD閥的壓縮空氣經(jīng)由排氣口排向大氣，受電弓靠自重降下，同時氣閥板壓力開關（DS2）輸出電信號，提示車輛緊急停車，切斷對受電弓的壓縮空氣供應。除此之外，ADD閥自身故障，內部產生形變的膜片與排氣口間的接觸間隙增大、不均勻或壓緊力降低，作用在膜片上的壓緊力即使達到規(guī)定值，也不能將排氣口完全關閉，從而產生間接性排風，導致受電弓自動降弓。ADD閥結構圖如圖5所示。

圖5 ADD閥結構圖

3 處置措施

3.1 途中應急處理

（1）裝有受電弓視頻監(jiān)控裝置的動車組，隨車機械師應立即通過受電弓視頻監(jiān)控裝置確認受電弓外觀狀態(tài)，并及時查看回放視頻，如能夠確認受電弓狀態(tài)可見部分無明顯異常或不超限、無脫落風險時，通知司機換弓后正常運行。

（2）未裝有受電弓視頻監(jiān)控裝置的動車組，隨車機械師按照下車檢查流程下車檢查，隨車機械師在車下使用望遠鏡進行進一步檢查確認。經(jīng)初步檢查確認受電弓外觀可見部分無明顯異?；虺薜茨芘忻鹘倒驎r，隨車機械師應立即將檢查情況及前方站停車的要求報告司機，通知司機切除已降下的受電弓，換弓運行，限速160km/h運行至前方站。

（3）如檢查時發(fā)現(xiàn)受電弓輕微損壞，且無部件脫落危險時，隨車機械師應立即將檢查情況及前方站停車的要求報告司機，通知司機切除受損的受電弓，換弓運行，限速120km/h運行至前方車站停車檢查。停車后，隨車機械師下車使用望遠鏡進一步檢查確認，如確認受電弓無部件脫落危險時，通知司機限速160km/h運行；如發(fā)現(xiàn)受電弓損壞部位有擴展趨勢，則必須登頂檢查處理。

（4）如檢查時發(fā)現(xiàn)受電弓刮弓或損壞較嚴重，有部件脫落危險時，隨車機械師應按照登頂檢查、處理故障流程進行登頂作業(yè)。

3.2 庫內重點檢查

（1）充分利用動車組受電弓及車頂狀態(tài)動態(tài)檢測系統(tǒng)（SJ）數(shù)據(jù)，加強數(shù)據(jù)分析，按要求組織做好受電弓復查工作。

（2）嚴格落實動車組一、二級修檢修標準，加強動車組受電弓庫內檢查、運行監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)隱患及時處理，確保動車組出庫狀態(tài)良好。

3.受電弓升級改造

（1）CRH380A型動車組結合運用修和高級修已經(jīng)將原有的PU風管更換為性能更優(yōu)的TPEE風管。

（2）對于弓頭部位的防護，在弓頭柱頭連接處和碳滑板接頭處采用特制橡膠護套進行防護。