CRH3型动车组受电弓故障分析及改进措施

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CRH3型电动车组受电弓系统日常维护与常见故障处置

CRH3型电动车组受电弓系统日常维护与常见故障处置

CRH3型电动车组受电弓系统常见故障处置与日常维护摘要:受电弓系统是动车组做到安全运行的关键系统之一,是连接接触网和动车组之间的纽带,也是从接触网上为动车组传递并获取能源的唯一系统。

因此,为了避免受电弓系统在动车组运行途中产生故障,我们必须增强日常维护以及能够及时有效的处理常见故障,以保证动车组的运行安全,本文就CRH3型动车组受电弓系统日常维护以及故障检修处理为例进行探讨。

关键词:动车组、受电弓、日常维护、常见故障处置一、受电弓的发展和构造从1958年修建电气化铁路开始,到2010年高速化的实现,中国铁路受电弓经历50余年的发展,走过了一段不平凡的路。

动车因具有清洁环保、高效节能等优点,逐步成为今后铁路交通发展的一个主导方向。

伴随着动车的发展与推广,受电弓系统作为其核心系统之一,其战略地位日益凸显。

影响动车组正常运行的关键因素就是受电弓系统能否正常运行。

受电弓系统安装在动车的顶部,动车运行时会上升并与接触网接触,从接触网上接通电流,然后将接通的电流通过该系统向动车的底部传送,使动车获得能源。

动车停止运行时,通过驾驶员的操作使受电弓系统下降,回到原安装位置,切断能源供应。

受电弓系统是动车组与接触网之间衔接桥梁,电能正式通过这个桥梁源源不断的输送至动车组的动力机组,进而在转换为动能。

如果将接触网系统比作传统火车的煤炭,那么受电弓系统就是内燃缸与活塞。

受电弓可分单臂弓和双臂弓两种,均由滑板、上框架、下臂杆(双臂弓用下框架)、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。

菱形受电弓,也称钻石受电弓,以前非常普遍,后由于维护成本较高以及容易在故障时拉断接触网而逐渐被淘汰,近年来多采用单臂弓。

负荷电流通过接触线和受电弓滑板接触面的流畅程度,它与滑板与接触线间的接触压力、过渡电阻、接触面积有关,取决于受电弓和接触网之间的相互作用。

二、CRH3型动车组简介CRH3,全称:China Railway Highspeed 3,动车组为4动4拖8辆编组,采用电力牵引交流传动方式,由2个牵引单元组成,每个牵引单元按两动一拖构成。

CRH3型动车组牵引系统维护分析

CRH3型动车组牵引系统维护分析

CRH3型动车组牵引系统维护分析摘要:重点介绍了牵引系统原理分析与主功能组的电路图分析,主要涉及内容为受电弓、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机、主断路器、牵引电机、冷却风机等各部件的组成及检修维护分析。

在车组运营维护过程中,根据系统原理组成、检修维护经验、客户维护资料进行相关故障排除,以达到故障的及时处理又达到预防性检修维护目的。

关键词:CRH3型动车组,牵引系统,控制原理,维护。

一、受电弓维护分析1、CRH3动车组受电弓故障类型受电弓上臂风管断裂,弓头悬挂失效等惯性故障,分析认为风管故障的原因如下:(1)风管绑扎间距过大,受气动载荷或异物冲击作用容易造成反复的折弯变形,加上该管伟铝塑管,材质较硬、脆,从而更易产生疲劳断裂,造成自动降弓。

(2)风管连接处采用的快速接头容易漏气,造成自动降弓。

根据故障类型不同,前期根据故障现象制定了应急方案:采取了将绑扎间距从40cm降低到20cm的,有效降低了气动载荷和异物冲击对风管的损伤,目前已完成全部更换工作,该类故障基本得到了有效控制。

为彻底解决该问题,将由株机公司按照ADD风管国产化方案将西门子提供的受电弓全部改为螺纹接头和软管的方案。

2、受电弓日常维护2.1受电弓碳滑条检查 I1 5000公里/2天目测碳条:⑴将碳条表面清理干净,目视检查碳条外观状态。

观察碳条有无明显磨损、裂纹,碳条有无明显烧蚀以及剥离。

⑵当目测检查发现明显的疑点时需要对碳条做全面的检查。

⑶检查炭条厚度符合要求,当炭滑板厚度不足24mm 时,更换碳滑条。

⑷如果发现距离炭条横向端头不足200mm范围内存在1处横向裂纹,必须更换碳滑条。

注意:双滑板受电弓更换碳滑条时,必须2条一起更换。

2.2受电弓检查 I2 20000公里/10天检查项目如下:①正常磨耗到限;②超过1处横向裂纹并连续到了碳条基板(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);③纵向贯穿性裂纹;④滑板受冲撞后扭曲变形导;⑤边缘处磕碰导致滑板大面积掉块(接近宽度的1/2);⑥铝托架严重烧损(面积接近高度的1/2);二、主断路器维护分析2.1 AC主断路器检查M1 100000公里/45天目视检查断路器,尤其是绝缘体陶瓷部分(A) 的状况(瓷漆应无裂开或损坏)和 BTE 接地开关的接头 (B)。

动车组受电弓故障与处理技术分析

动车组受电弓故障与处理技术分析

动车组受电弓故障与处理技术分析摘要:动车组在实际的运行过程中,一般情况下受电弓的故障频率较高,比如,其关键的装备结构为碳滑板装置,动车在部分环境的行驶中碳滑板装置需要不断进行功能上的调节,容易造成装置的损耗加快,进而出现受电弓运行上的故障。

所以,在此情况下需要进行相关检测技术的完善,一方面保证动车装置的正常运行,一方面降低动车行驶中的故障频率,进而提高动车行驶的安全性以及动车安全检测的有效性。

通过检测技术的改进还能够减少动车运行的相关经济支出,从而保证动车运行的经济效益。

关键词:动车行驶;受电弓;碳滑板;故障分析受电弓作为动车组中仅有的受流部件,也是动车组电能引入的关键高压设备。

其产生故障的原因主要包括:应力点的持续作用导致设备损耗速度的加快以及焊接工作后产生的不规则受力,导致设备出现运转故障。

对此,需要加强相关方面的检查措施以及维护措施,以降低设备运转出现故障的几率,进而提高动车的整体运行质量与安全水平。

现阶段的动车检修工作以及检查工作还存在相关的不足,如何根据实际情况开展相对应的故障排查工作以及检查工作,是现阶段动车运行工作中急需解决的工作项目。

1动车组受电弓风管故障的原因探究动车组在高速的行驶过程中相关设备容易在里的持续作用下,产生不同程度的变化,当达到设备耗用的临界点容易出现故障的情况,另外,外界的因素也是引起设备故障的重要原因之一,例如以下几个方面:1.1产生受力点且持续受力动车在地势复杂且里程较长的道路运输中,若隧道在其运输道路中数量较多,则可能在动车频繁进出隧道的过程中,使弓头在大导流板的运行下形成垂直方向的作用力,但由于上拉杆运行存在一定错位性,使上框架顶管产生应力点。

动车在常规的行驶中,此部位因为持续受力,导致其耐久持续下降,进而造成该位置上设备运行出现失常的情况。

此外,动车在高速的行驶过程中还会与轮轨等设施产生震动,该震动撞击也会导致受电弓在完整性上出现变动,进而导致故障的出现。

受电弓故障及处理方法

受电弓故障及处理方法

受电弓故障及处理方法我在铁路系统工作了好些年,受电弓这玩意儿可太重要了。

就像鸟儿的翅膀对鸟儿飞翔那么重要,受电弓对于火车获取电能那是关键中的关键。

受电弓这东西啊,它也会时不时闹点小毛病。

有一次,我和老张在检修列车的时候,就碰到了受电弓的故障。

那可真是让人头疼,就像你正满心欢喜地准备吃大餐,结果发现餐具都坏了一样。

常见的受电弓故障,那就是碳滑板磨损。

碳滑板就像受电弓的鞋子,天天在接触网上摩擦摩擦。

要是磨得太厉害了,那可就麻烦了。

就好比你的鞋子破了个大洞,走路都不得劲儿。

我记得有一回,小李在检查列车的时候,大喊:“哎呀,这碳滑板都快磨没了!”这时候就得赶紧换碳滑板。

换的时候可不能马虎,得按照严格的步骤来,就像做手术一样精细。

还有一种故障是受电弓的升弓装置出问题。

这升弓装置就像一个小助手,负责把受电弓给升起来。

要是它坏了,受电弓就没法好好工作。

有一次,我们在现场,小王说:“这受电弓怎么升不起来呢?”我们就赶紧去检查升弓装置。

发现是里面的一个小零件松了。

这时候就得把松的零件拧紧,就像把一颗快要掉的螺丝钉给扭紧,让机器重新运转起来。

受电弓的弓头变形也是个大麻烦。

弓头变形就像是人的胳膊弯不直了一样。

有一回,我们遇到一个列车的受电弓弓头变形的情况。

这时候,赵师傅就说:“这可不好办,得一点点地把它矫正过来。

”矫正弓头可不是个轻松的活儿,得小心翼翼地,不能用力过猛,不然可能会让弓头彻底报废。

就像你给一根弯曲的树枝掰直,得掌握好力度。

当发现受电弓故障的时候,首先得做的就是让列车停下来。

这就好比你发现车子有点不对劲,肯定不能再继续开了,得先找个安全的地方停下来。

然后,检修人员就得像侦探一样,去查找故障的原因。

在处理受电弓故障的时候,沟通也是非常重要的。

就像一场交响乐,每个乐手都得知道自己该做什么。

检修人员之间要互相交流,告诉对方自己发现的问题。

比如说,我发现受电弓的一个部件有磨损,我就得赶紧告诉老张,老张就会根据我提供的信息,去判断下一步该怎么做。

CRH3动车组受电弓检修与改进方案

CRH3动车组受电弓检修与改进方案
受电弓作为动车组关键设备,受电弓的好坏直接决定动车组列车能否正常行驶。本文以CRH3型动车组受电弓为研究对象,结合受电弓结构特点和CRH3型动车组运行实际情况进行分析,分析了受电弓的检修方法,在此基础上提出了相应的改进措施和建议,以确保动车组正常运用安全。
关键词:CRH3动车组;受电弓;检修;改进方案
图2我国动车组主要车型图
目前,我国高速列车建设正处于快速发展的繁荣鼎盛时期。2008年8月1日,我国开通了第一条标准高速铁路一京津城际铁路,其最高速度达350km/h,这标志着我国高速列车己基本实现技术自主化和标准化的重大创新。截止2015年年底,我国"四纵四横"高速铁路骨架也己基本建设完成,全国铁路营业总里程数达12万公里,其中高铁总里程数为1.9万公里,占总里程数的15.8%,规模与里程位居世界首位。随着高速铁路的快速建设,我国的交通网络也日益完善,高速铁路经历‘技术引进一中国制造一中国创造’的大跨越。"十五"期间,我国铁路建设投资将持续保持上升趋势,根据规划,2016年全国铁路固定资产将投资8000亿元、新线投产7000公里、新开工项目64项;同时,我国高速铁路也正积极向海外市场进军。
(2)升弓电磁阀:常失电状态,司机室发出升弓指令后变为常得电,压力空气通过升弓电磁阀输送至调压阀,使受电弓升弓。
(3)ADD电磁阀:常失电状态,与碳滑板ADD装置检测气路连通,受电弓发生故障时得电,触发自动降弓。
(4)压力开关:有常幵和常闭两个回路,由碳滑板ADD装置检测气路内的压力空气控制其状态,列车总线根据压力开关的状态判断受电弓处于升弓或降弓状态。
第2章CRH3动车组受电弓
2.1CRH3动车组介绍
高速动车组通常是指运行速度超过200km/h的列车,其具有运载量大、行驶速度快、能量耗散低、安全性能好、准点率高等特点,现己在世界各国呈现出巨大的发展潜力。截止目前,我国所具有的自主知识产权的动车类型主要包括CRH系列(主要有CRH1、CRH2、CRH3、CRH5和CRH6)以及CRH380系列(主要有CRH380A、CRH380BL和CRH380C)等,动车实物如图2所示。这将为高速列车的快速发展奠定坚实基础。

动车组受电弓升弓无法保持问题的分析

动车组受电弓升弓无法保持问题的分析

动车组受电弓升弓无法保持问题的分析摘要:随着高速铁路的发展,动车组在客运方面发挥着不可估量的作用。

而受电弓作为接触网导线和动车组牵引系统连接的纽带,它的运行状态直接影响着动车组安全运行。

因此,分析受电弓的原理和检修,具有一定的现实指导意义关键词:动车组运行;受电弓升弓;故障诊断及处理1动车组受电弓结构组成动车组受电弓主要由上臂杆、平衡杆、下臂杆、连接杆、阻尼器、碳滑板和升、降弓装置等部件组成。

其中,平衡杆的作用是防止受电弓在控制升弓和降弓时弓头失稳而产生翻转;连接杆用以微调实现对受电弓几何形状的调节;阻尼器用于对上臂杆和下臂杆之间产生的振荡进行阻尼衰减,保证碳滑板与接触网之间的良好接触;碳滑板则通过升弓装置的作用与架空接触网导通,实现电能的传输。

2动车组受电弓控制原理2.1受电弓气路控制原理动车组受电弓气路控制部分主要由升弓电磁阀、ADD电磁阀、调压阀和气囊等组成,为受电弓的机械结构提供控制压力,从而控制受电弓的升降,并根据控制需求对气路系统的空气压力进行调节,以调整弓网之间的动态接触力。

受电弓气路控制原理图如图1所示。

司机通过操纵升降弓开关,控制升弓电磁阀完成一定动作来实现受电弓的升弓和降弓。

当动车组需要进行升弓操作时,司机操纵升降弓开关发送升弓指令,升弓电磁阀得电而使得气路导通,列车管内压力空气首先进入过滤器进行过滤,然后通过升弓电磁阀和调压阀到达气囊,实现升弓动作;当动车组需要进行降弓操作时,司机操纵升降弓开关发送降弓指令,使得升弓电磁阀失电而隔断列车管与气囊之间的气路,气囊中的压力空气经升弓电磁阀排风口排至大气,受电弓在自身的重力作用下实现降弓动作。

2.2受电弓电路控制原理动车组受电弓电路控制部分主要由中央控制单元(CCU)、司机室显示屏(HMI)、多功能车辆总线(MVB)和网络接口模块等组成,为受电弓的控制系统提供通信、逻辑和监控诊断等功能。

受电弓电路控制原理图如图2所示。

受电弓的工作状态通过MVB传输给CCU,CCU再经MVB发送给HMI;HMI接收到CCU传输过来的信号后,根据预先设置好的模式曲线,反馈控制气动调节器,对受电弓与接触网间的接触力进行调整。

动车组受电弓自动降弓故障分析及对策措施

动车组受电弓自动降弓故障分析及对策措施

动车组受电弓自动降弓故障分析及对策措施摘要:随着不断增加的动车组,及不断加快行驶速度,在不断开通而高速铁路、客运专线则。

如故障受电弓自动降弓呈上升趋势,成为高速铁路车辆安全运行的一个重大缺陷。

受电弓自动降弓如果发生,则说明可能发生故障,故障诊断可能会对正常运行造成严重后果。

本文介绍了运用现状,分析了故障受电弓自动降弓原因,并提出了对策措施。

关键词:动车组;受电弓泪动降弓;对策措施自动车组开始工作以来,出现了不同级别和类型受电弓故障,对动车组正常运行产生了不利影响。

通过分析受电弓故障,分析故障原因,总结受电弓故障过程的解决方法,为进一步维护和使用受电弓故障奠定了基础。

一、动车组自动降弓的主要功能及特点1.主要功能当滑板断裂、沟槽拉大、最大磨损损坏或绝缘线束断裂时,快速降弓动作同时发生,能自动切断机车主断路器,负载降弓拉弧火花以防止产生,滑板和接触网导线并损坏。

自动降弓时发出报警音。

连接语音箱,可以同时实施监控语言的报警,使驾驶员更容易理解并及时采取行动。

在转换时“自动、降弓”故障发生,机车的运行和功能而不影响。

2.特点。

自动降弓装置运动时提供快速响应时间(小于0.7秒)。

主断路器自动切断,响应时间小于0.2秒。

机车顶配有高低压聚四氟乙烯管材,具有安全可靠的安全性。

4)作业温度在40~3之间,有各种各样的提醒功能。

二、动车组高压系统与受电弓动车组高压系统是最重要技能之一,例如受电弓、高压和电缆和附件。

安装高压机械时应注意安全和可靠性,高压系统可以为供电,电气保护,监控电源电压和运行电流,检查线路绝缘。

车顶接触网和传输电流受通过电弓的机械设备。

其主要功能是将接触网连接到高压系统,并将电源传输到动车组。

两个相同的受电弓每个编组都有,主变压器顶部在3车和6车安装。

通过接触网高电压馈电实现了25 kV。

在单弓受流模式下,任何单弓受流可以为整个列车供电。

两个单弓受备用,当动车组两组联挂在一起运行时,动车组前后取决于电弓受流。

动车组受电弓风管故障分析及改进措施陈佳

动车组受电弓风管故障分析及改进措施陈佳

动车组受电弓风管故障分析及改进措施陈佳摘要:随着我国城市化脚步逐渐加速带来的动车全面贯通的现代化交通局面成为目前我国最具影响力的技术产物,但对于动车而言受电弓在实际使用时经常出现非预期故障而影响动车的安全行驶。

本文首先分析动车组使用时受电弓出现故障的原因并提出相应的解决方案。

关键词:动车组故障;受电弓风管问题;改进方法引言:动车组为追求最大的速度进行全功率的交通运输,在设计供电通路时将高压线平行安置在车身顶部并借助受电弓进行连接受电,但这种方式往往在动车高速行驶构成中和暴露在外界环境里等因素下会发生一些非预期的受电弓机械和电气损伤。

一、动车组使用过程中车身受电弓风管出现非预期故障的原因(一)车身使用时出现应力点频繁受力而产生的局部故障我国动车为了满足相当巨大的运载需求就要面临设计的通车线路较多来达到最大的覆盖面积,线路多将直接增加动车组在运行时因不同的环境而对受电弓风管造成损坏的几率,特别是一旦通过的地形地貌起伏不定而引起的隧道通道过多将致使动车组在实际行驶过程中反复进出隧道,在进出环节中不断在车身顶部进行受电弓风管的交接工作,弓头通常在高速运行时与车顶平行高压线断开或者连接的瞬间会形成一个短暂的垂直作用力,而此时上拉杆由于机械本身将无法及时作出调整而致使动车车顶受电弓接点会生成非预期的反向应力点,这种不断的拉扯受力将极大损耗受电弓风管的使用寿命[1]。

(二)动车组使用过程中外界环境对车身具有一定的机械和电气损伤就机械损伤而言动车组在行驶于山区或者人群居住地时由于受电弓暴露经常会出现受电弓遭受异物撞击或者车身前方的固定障碍阻隔,这种事故一旦发生往往会致使受电弓出现结构上的机械故障而迫使受电弓进行执行降弓程序来避免二次伤害,就电气损伤而言,则发生得更为普遍且集中,在高速行驶过程中受电弓处于不稳定状态,一旦因车顶高压线位置发生细微变化或者车身因轨道原因出现轻微的车身晃动都将在受电弓与高压导线的连接处进行微观放大而产生急剧恶化的抖动及摩擦,摩擦产生的热量将对达到7000摄氏度而对电气设备的检测灵敏度形成不可逆破坏,且因受电弓连接处的不断抖动将会导致受电系统的不断分离而形成连续断电接点的不断循环,这种情况极易破坏车身内部的供电系统而形成类似于过电压或者电弧的电气现象。

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西南交通大学期末大作业机车检测与故障诊断题目:C R H3型动车组受电弓故障分析及改进措施班级:姓名:学号:成绩:2016年6月CRH3型动车组受电弓故障分析及改进措施摘要:针对 CRH3 型动车组受电弓软连线、支持绝缘子磨损断裂较为严重问题,结合受电弓结构特点和 CRH3 型动车组运行实际情况进行分析,提出了相应的改进措施和建议,以确保动车组正常运用安全。

关键词:CRH3 型动车组;受电弓软连线;支持绝缘子;故障;改进措施Abstract:in view of the pantograph soft connection type CRH3 emu, support insulator and wear fracture is relatively serious problem, combining with the characteristics of the pantograph structure type and CRH3 emu operation actual situation analysis, proposed the corresponding improvement measures and Suggestions, to ensure the safety of emu operation.Keywords:Type CRH3 emu; Pantograph soft connection; Support insulator; Fault; Improvement measures1.引言受电弓是动车组极其重要的电器部件,用来把接触网2 5 k V的电能传导给车内高压设备。

3 5 0 k m / h的CRH3型动车组采用SS400型受电弓。

自从2008 年7 月1日试运行以来,截至10月30日,京津城际客运专线运行的6 列CRH3 型动车组平均累积走行公里为12 万km。

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。

但受电弓各软连线、支持绝缘子磨损断裂较为严重(软连线、绝缘子新品使用时间分别仅为6 天与18 天),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。

在这期间已更换受电弓24 根软连线、32 个支持绝缘子,换修率明显高于其他电器部件【1】。

2.受电弓的发展和构造在中国科技高速发展的今天,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,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。

3.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,就会造成链接部位的磨损,影响受电弓的使用寿命。

现在受电弓的软连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,受电弓软连线截面形状不当造成的软连线容易断股。

这就会造成很多危险,比如局部电流增大,软连线链接的部分温度过高,这样增大了链接部分的电阻,软连线容易发生热脆,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,碳滑条磨损严重,网线故障,受电弓碳滑条龟,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。

4.原因分析4.1接触网硬点及弓网匹配产生的交变剪切应力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。

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[SS400 型受电弓接触压力为(80±10)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、底架之间产生持续不断的相对转动,使臂杆之间及上臂杆与弓头之间的软连线不停地伸缩或扭动,交变剪切应力的作用导致软连线过早断裂【2】。

4.2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风时,尤其对车顶部件表面压力的影响最大。

4.3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γ为2.5,2列车以等速相对运行会车时,速度由250 km/h 提高到350 km/h,压力波幅值由1 015 Pa增至1 950 Pa,增大近1倍。

4.4受电弓软连线截面形状不当造成的断股软连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,如果软连线的截面形状和连接方式不当,就会造成软连线逐渐折损。

目前,软连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,该截面结构软连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,造成软连线容易断股。

软连线断股后,由于单位面积电流的增大,导致软连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,致使软连线热脆性增强。

4.5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,最终造成伞裙与护套连接处逐渐裂损【3】。

5.改进措施建议5.1加强接触网检测减少硬点数量C R H 3 动车组在京津城际客运专线投入正式运行,其对动车组受电弓和接触网的关系要求是很高的。

良好的受流条件是动车组的有关设备正常运行的前提,也是接触网寿命延长的关键。

对于高速电气化铁路接触网,硬点的检测是十分重要的。

加强接触网检测和调整、完善,减少硬点数量,能大大降低交变的动态接触压力的变化范围,减小受电弓所受的冲击和振动。

5.2改变受电弓软连线截面形状将软连线截面形状由平矩形结构改为圆形,圆柱形表面的迎风处正对来流方向为正压区,沿曲面向两侧,正压逐渐减小变为负压。

在相同的截面面积和空气动力的情况下,该截面结构软连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,软连线不易断股。

5.3改善受电弓支持绝缘子机械性能绝缘子伞裙与护套连接处裂损,可大大降低绝缘子的爬电距离,在连续雨、雾等潮湿条件的天气情况下极易发生放电闪络。

因此,改善并保证其机械性能尤其是撕裂强度的稳定性是保证支持绝缘子外绝缘伞套良好的抗漏电起痕和蚀损性能、增水性及抗老化性的关键。

有关厂家应合理选择配方,在确保硅橡胶耐紫外线性能和热稳定性的前提下,加强对原材料质量的检验和对添加剂、补强剂使用质量的分析监控。

通过比较和近3 个月的运用表明,CRH3 型动车组车顶高压跨接电缆目前采用的硅橡胶支持绝缘子伞裙机械强度优于受电弓支持绝缘子,能适应350 km/h 速度等级要求。

CRH3 型动车组受电弓支持绝缘子已更换为此类绝缘子。

6.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。

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