DSA200型受電弓常見故障分析及檢修論文

目錄TOC\o"1-5"\h\z摘要 2關鍵詞 2\o"CurrentDocument"緒論 3\o"CurrentDocument"一、 DSA200型受電弓簡介 4\o"CurrentDocument"1、 主要技術參數 4\o"CurrentDocument"2、 結構及作用 4\o"CurrentDocument"3、 動作原理 6\o"CurrentDocument"二、 DSA200型受電弓常見故障及處理 7\o"CurrentDocument"1、 弓頭碳滑板故障 7\o"CurrentDocument"2、 弓網拉弧 8\o"CurrentDocument"3、 受電弓氣路故障 8\o"CurrentDocument"4、 受電弓部件損壞 9\o"CurrentDocument"三、 DSA200型受電弓的檢修 9\o"CurrentDocument"1、 解體前檢查 9\o"CurrentDocument"2、 解體 9\o"CurrentDocument"3、 清洗檢修 10\o"CurrentDocument"4、 試驗與調整 10\o"CurrentDocument"參考文獻 11\o"CurrentDocument"后語 12摘要：本文闡述了DSA200型受電弓結構、特點，升弓裝置及其控制裝置組成、動作原理，以及受電弓維護檢修。希望通過對DSA200型受電弓研究探討與實踐相結合，能夠有助于這種型號的受電弓的技術完善與提高。隨著我國鐵路的發(fā)展,列車在客運方面發(fā)揮著越來越重要的作用。而受電弓作為接觸網導線和機車牽引系統(tǒng)連接的紐帶，它的運行狀態(tài)直接影響著火車速度的提升。因此，分析受電弓的原理及實際運用中常見故障的原因，具有一定的現(xiàn)實意義。關鍵詞：DSA200受電弓；常見故障；檢修緒論現(xiàn)在在我們的日常生活中，火車是我們出行大多數人必不可少的一種交通工具，而隨著火車技術的日益精進，擔任著把電力從電網傳到機車上的受電弓也要進行技術改良。電力機車自身不帶能源，所需能源來自機車外部的電能，受流器就是連接電力機車與外部能源的電器，而受電弓就是電力機車從接觸網接觸導線上受取電流的一種受流裝置。受電弓是一種釵接式的機械構件，它通過絕緣子安裝于電力機車車頂。受電弓的集電頭升起后與接觸網導線接觸，從接觸網上集取電流,并將其通過車頂母線傳送到車內供機車使用。受電弓靠滑動接觸而受流，是電力機車與固定供電裝置之間的連接環(huán)節(jié)，其性能的優(yōu)劣直接影響到電力機車工作的可靠性。隨著電力機車運行速度的不斷提高，對其受流性能也提出了越來越高的要求。其基本要求是：滑板與接觸導線接觸可靠；磨耗小；升、降弓時不產生過分沖擊；運行中受電弓動作輕巧、平穩(wěn)、動態(tài)穩(wěn)定性好。為此，在接觸導線高度允許變化的范圍內，要求受電弓滑板對接觸導線有一定的接觸壓力,且升、降弓過程具有先快后慢的特點，即升弓時滑板離開底架要快，貼近接觸導線要慢，以防彈跳（彈跳會產生弓網間的拉弧造成弓網的燒損）；降弓時滑板脫離接觸導線要快（以防拉弧造成燒損），落在底架上要慢（防止對底架有過分的機械沖擊）。電力機車上安裝有兩臺受電弓，正常運行時一般只升后弓，前弓備用。按結構形式分，受電弓分為雙臂受電弓和單臂受電弓兩種。雙臂受電弓結構對稱,側向穩(wěn)定性好，但結構復雜，調整困難。單臂受電弓結構簡單，尺寸小，重量輕，調整容易，具有良好的動特性，高速時動態(tài)跟隨性及受流特性較好，故而被現(xiàn)代電力機車廣泛采用。電氣化鐵路的牽引動力是電力機車，所需能源由電力牽引供電系統(tǒng)提供，牽引供電系統(tǒng)主要是指牽引變電所和接觸網兩大部分。變電所設在鐵道附近，它將從發(fā)電廠經高壓輸電線送來的電流，送到鐵路上空的接觸網上。接觸網是向電力機車直接輸送電能的設備，是電氣化鐵路的動脈。我國電氣化鐵路的牽引供電制式從一開始就采用單相工頻（50赫）25KV交流制。本文的DSA200型受電弓便是從國外引進消化吸收，然后在國產化，所以我們就對DSA200型受電弓進行研究，把它的故障及檢修都進行探討及研究。

—、DSA200型受電弓簡介DSA200單臂受電弓由大同電力機車有限公司2003年從德STEMMANC芬斯坦）公司引進了DSA系列受電弓生產技術，組建了北京塞德高科鐵道電氣科技有限責任公司，通過技術引進;消化；吸收由大同廠所生產的國產化產品。DSA200受電弓設計速度為200km/h,采用了輕量化設計，整功部件數量做了一定的減少,質量約為125kg,改善了弓網接觸特性。DSA200型受電弓各部件使用了不同的材料，底架，下臂和下導桿是鋼制材料，上臂是鋁合金材料，所用的非金屬材料具有耐侯性的特點。經過大量的裝車使用證明，DSA200受電弓適合不超過200km/h各種運行速度等級的機車和動車。DSA200型受電弓，它是一種采用氣囊驅動升弓的單臂式受電弓，主要應用于干線電力機車，該受電弓裝有阻尼器和ADD自動降弓裝置。1、主要技術參數額定工作電壓 額定工作電流 設計速度 靜態(tài)接觸壓力 最低工作高度（包括絕子）?-最高工作高度（包括絕緣子）?最大升弓高度（包括絕緣子）?折疊高度（包括絕子） 集電頭總長度 集電頭寬度 滑板總長度 碳滑板 輸入空氣壓力 接觸壓力為70N時空氣壓力 25kV 1 000A 200 km/h-70N±10N,可調 25kV 1 000A 200 km/h-70N±10N,可調 888mm 2800mm 3000mm 588mm 1950mm 580mm 1576mm 1250mm 0.4?1MPa約0.36—0.38MPaDSA-200型受電弓的結構如圖1所示。圖1DSA200型受電弓1—底架；2—阻尼器下臂桿；3—升弓裝置；4—下臂；5—弓裝配；6—下導桿；7—上臂；8—上導桿；9—集電頭支撐；10—滑板。（1） 底架部分剛性底架由型材（鋼材）組焊而成，它是整個受電弓的基座部分，并通過絕緣子固定在機車車頂上。底架上裝有升弓氣囊、一套釵鏈機構和一副受電弓的阻尼器等。升弓氣囊和阻尼器一端安裝在底架上，另一端均安裝在較鏈機構中的下臂桿上。（2） 皎鏈機構釵鏈機構是實現(xiàn)集電頭升降運動的機構，包括有上框架、下臂桿、拉桿和平衡桿等，它們通過各種較鏈座較接。上框架是由壓型鋁合金型材和板材焊接而成，下臂桿是由管材組焊而成，拉桿和平衡桿為不銹鋼材料。各餃接處都裝有滾動軸承并采用金屬軟編織線進行短接，以防止電流對軸承的燒損，平衡桿的作用是保證集電頭滑板面在受電弓整個工作高度范圍內，始終保持基本水平狀態(tài)。（3） 集電頭部分集電頭部分包括集電頭支撐和集電頭。集電頭是直接與接觸導線接觸受流的部分，其上裝有碳滑板。集電頭支撐垂懸在4個拉簧下方，兩個扭簧安裝在集電頭和上臂間，克服橫向偏移，這種結構使滑板在機車運行方向上移動靈活，而且能夠吸收橫向方向上的沖擊，達到保護滑板的目的。動態(tài)接觸壓力（隨速度的變化增加或減少）可以通過安裝集電頭翼片來對不同速度等級的機車進行調節(jié)（如用戶需要）?；逯杏袣馇?，通有壓縮空氣，如果滑板出現(xiàn)磨損到極限或斷裂時，受電弓會迅速自動降下，更換滑板后，自動降弓裝置重新啟動。（4）升弓裝置和氣路組裝升弓裝置傳遞、實現(xiàn)對受電弓升降運動的控制，升弓裝置包括氣囊組裝、矩形管、支架組焊、螺桿、四聯(lián)體等組成。升弓裝置一頭安裝在底架上，另一端通過鋼絲繩與螺栓固定在下臂桿的調整板上。氣路組裝是由閥板和提供壓縮氣體的管路組成，閥板安裝于機車內，通過調節(jié)節(jié)流閥開口的大小來控制升降弓時間，管路一端和升弓裝置的氣囊連接，另一端與絕緣軟管連接，由機車供風斷風，從而實現(xiàn)升降弓控制。3、動作原理帶自動降弓裝置的氣囊驅動式受電弓的氣路原理如圖2所示，包括空氣過濾器11、單向調速閥（升弓）12、調壓閥13、氣壓表14、單向調速閥（降弓）15、穩(wěn)壓閥16、氣囊17、氣控快排閥18、截止閥19、試驗閥20、帶有氣腔的碳滑板21及管路。DSA-200型受電弓由空氣回路進行控制。升弓時電磁閥得電，氣路打開，壓縮空氣通過空氣過濾器11、單向調速閥（升弓）12、調壓閥13、氣壓表14、單向調速閥（降弓）15、穩(wěn)壓閥16,進入氣囊17,同時壓縮空氣通過管路經氣控快排閥18向具有氣腔的受電弓碳滑板21供氣，從而由壓縮空氣管路及氣囊中的壓縮空氣驅動實現(xiàn)升弓。當受電弓正常降弓時，啟動裝置在壓縮空氣輸入端前端的電控排氣閥進行排氣，受電弓靠自重落弓。當受電弓滑板破裂、磨損到極限或管路發(fā)生泄漏時，則換向閥打開，氣囊17及管路中的壓縮空氣經過換向閥的排氣口排放到大氣中。同時，帶有觸點開關的空氣壓力繼電器將動作，通過電器信號通知機車在管路系統(tǒng)中出現(xiàn)壓力下降，在受電弓與接觸網脫離之前，主斷路器可以先切斷。從而保證受電弓不會在帶電負載的情況下從接觸網線脫開。

圖2DSA200受電弓升弓裝置和氣路裝置原理圖11—空氣過濾器；12—單向調速閥（升弓）；13—調壓閥；14—氣壓表；15—單向調速閥（降弓）；16—穩(wěn)壓閥；17—氣囊；18—氣控快排閥；19—截止閥；20—試驗閥；21—碳滑板（2件）。二、DSA200型受電弓常見故障及處理1、弓頭碳滑板故障碳滑板材質多為硬碳，做為受電弓的一部分，通過其與接觸網線的直接接觸實現(xiàn)受流，為機車提供動力。而接觸網導線多為銅合金，硬度大于碳滑板，因此在使用中經常會出現(xiàn)滑板磨耗過限，而磨耗過限的滑板會因為其內部氣腔的漏風啟動自動降弓的功能，使受電弓無法升起，造成故障。造成碳滑板故障的主要原因為：靜態(tài)接觸力調整不良。適當的靜態(tài)接觸力既保證了受電弓的穩(wěn)定受流，又能保證碳滑板的使用壽命，若壓力值過大，可能造成碳滑板與接觸網線間壓力過大，摩擦加劇，若壓力值過小，在線路高低起伏的接觸網區(qū)域，易造成受電弓的離線，甚至刮網事故。處理：及時對靜態(tài)接觸壓力進行調整，正常的接觸力值為705N,調整的依據為彈簧秤顯示數值，而非控制閥板上的壓力表數值。壓力開關故障壓力開關通過對壓力值的比較發(fā)出電信號給電控閥，通過對電控閥的控制，控制氣路的通斷。因此壓力開關損壞或調整不當會造成無法升弓或升弓后無顯示。當發(fā)現(xiàn)已升弓但無顯示或顯示延長就可判斷為壓力開關故障。首先檢查壓力開關調整是否得當，功能作用是否良好，若有部件損壞則需進行更換。2、 弓網拉弧弓網之間要求始終有一定的接觸壓力以保證機車受流狀況良好，當接觸壓力過小甚至為零時，受電弓滑板會脫離接觸網而發(fā)生離線。雖然中、小離線不會對機車運行造成影響，但在離線瞬間產生的火花或電弧，會增加接觸導線和受電弓滑板的電磨損，縮短其使用壽命。大離線則十分有害，甚至使機車的運行和安全受到威脅。因此，不論是從延長接觸導線和受電弓滑板壽命角度，還是從機車運行安全角度考慮，應盡可能避免離線。處理：一是適當提高受電弓滑板和接觸導線間的壓力。接觸壓力和接觸網結構、線路狀態(tài)及機車運行速度有關。現(xiàn)受電弓的接觸壓力是在原電氣化線路和機車運行速度下試驗確定的。面臨提速要求，建議有關部門針對現(xiàn)實接觸網、線路狀態(tài)及機車運行速度，研究確定更合適的接觸壓力供現(xiàn)場選用。二是受電弓各皎接處的摩擦力在弓頭向上運動時，起減少接觸壓力作用，應保證各活動關節(jié)油潤良好、活動自如。3、 受電弓氣路故障受電弓的升弓主要由電路控制，氣路驅動，因此受電弓無法升弓的原因有以下幾種：第一，氣路管路存在泄漏，當存在泄漏時，即使所有通路都正常運行，壓縮空氣在大量泄漏后，其壓力值也達不到驅動升弓裝置的數值；第二，受電弓氣路控制閥板故障，受電弓的壓縮空氣是通過閥板上的閥門來進行控制，通過對閥門的調整可以實現(xiàn)對受電弓升降弓時間和靜態(tài)接觸壓力值的調整，若閥門之間的連接松動或存在漏氣現(xiàn)象，將造成升弓運行緩慢甚至無法升弓；第三，受電弓內部軸承卡滯，當壓縮空氣驅動升弓氣囊之后，氣囊?guī)予旒芎弯摻z繩，驅動下臂軸承帶動下臂運動，下臂再帶動上臂及其軸承實現(xiàn)升弓，若軸承卡滯無法旋轉整個受電弓的皎鏈系統(tǒng)無法運行，也就無法升弓；最后，受電弓的升降弓命令是通過電路進行傳輸的，若電氣連接器插針發(fā)生彎折，動作不良等現(xiàn)象，也可能造成電路信號傳輸不暢，導致電控閥無法接受命令打開，壓縮空氣進入不到升弓氣囊，發(fā)生無法升弓的現(xiàn)象。對這些故障的處理主要是預防為主，做好日常維護工作，對受電弓各部件的調整，要嚴格按照維護計劃進行。受電弓受流性能不佳(頻繁中斷)機車的牽引力是通過受電弓的受流來實現(xiàn)的，若受電弓無法正常受流，將對牽引系統(tǒng)產生很大影響。受流性能不佳的第8頁共14頁原因，可能是電源軟連接線損壞，電源軟連接線的作用是在軸承處對電流分流,防止軸承的電離損傷，若其損壞電流流通不暢，影響受流；另外，碳滑板的損壞以及受電弓內部摩擦過大，接觸壓力值過低都可能造成受流頻繁中斷。處理：對這些原因主要措施為，損壞的部件進行更換，需要調整的靜態(tài)接觸壓力值要通過正確的方法重新進行調整，同時加強對受電弓運行狀態(tài)的監(jiān)控。4、受電弓部件損壞機車高速運行時，受電弓受力復雜，加上惡劣的工作環(huán)境、使受電弓的部件易發(fā)生各類問題，如不及時發(fā)下處理將造成隱患。部件損壞主要集中在皎鏈座、三角板、底架、上框架、拐臂等處。處理：要求在庫內檢查受電弓時，對上述零部件加強檢查，對不符合技術要求的零部件驚喜及時處理，不把隱患帶到線路上。三、DSA200型受電弓的檢修1、 解體前檢查（1） 將受電弓連同底蓋一起吊至受電弓檢修平臺；（2） 解體前檢查：（3） 對受電弓進行解體前的全面檢查。2、 解體（1） 分解連接件。（2） 拆軟連接編織導線。（3） 卸下主通氣管，然后提取出氣囊裝置，卸開固定鋼絲繩的螺栓，拆下鋼絲繩。卸下開口銷、銷軸，提出升高裝置。（4） 解體弓頭、滑板、弓角。（5） 解體調整緩沖器。（6） 卸下保護套松開調整螺栓的鎖緊螺母。（7） 將防塵蓋擰到上接頭。當無法擰開鎖螺母時，可將接頭拔高4mm。（8） 標好位置，向左擰緊，旋轉的圈數與調整的圈數相對應（最多為2.5圈）；向右旋轉所需的圈數，同時數好該圈數（對最后位置的復原沒有影響）第9頁共14頁將緩沖器拉長10mm,將防塵蓋擰到原先的位置，固定好，裝上防塵套，注意保護套的排水口須在底部。3、 清洗檢修使用專用高強度清洗劑清洗各零部件表面，然后用清水洗干凈表面的清洗劑，再用干棉絲或白布擦干。檢查絕緣風管不得有裂損；更新塑料風管，雙次中修更新絕緣風管。檢查上框架、底板、下臂桿、傳動機構、牽引鋼絲繩狀態(tài)應符合技術要求，更新滑板條。緩沖器磨損、漏油時，必須更換緩沖器。更換緩沖器操作步驟如下：將新緩沖器固定在垂直位置，固定在下，拉出緩沖器，壓5次。使長度(1)為54mm,落弓位置的安裝長度(2)為480土1.5mm。(3)如受電弓上的實際長度大于481.5,可在下臂和螺栓之間裝入d)8.4墊圈，或最多拉出接頭5mm,并用螺母固定。如在受電弓上的實際長度小于478.5mm,可將上接頭最多擰入3mm,并用螺母固定。解體清洗閥板上的過濾器。擰開外罩，清理灰塵、水。檢查軸、套、各桿件接頭及軸承，各銷套磨耗量大于原形的10%時更換。檢修升高裝置解體檢修升高裝置的氣囊，無龜裂、老化、變形。更新使用8年以上的氣囊。更換氣囊時，須作保壓試驗，并應承受1.5倍的額定氣壓。檢查內部連接傳動機構狀態(tài)應符合技術要求。在受電弓垂直運動幾次后，檢查繃緊鋼絲繩，把氣囊裝置的可動部分固定在鋼絲繩中間。擦拭檢查絕緣子。表面光潔，安裝牢固，不允許有裂紋，如表面缺損面積大于3cm2時時更換。對整臺受電弓外露鐵質零件除銹、涂漆。組裝：按解體相反順序組裝。4、 試驗與調整氣囊與氣路的氣密性試驗：將氣囊與容積為3L的儲汽缸相連，并充以500kpa的額定氣壓后關閉氣源，lOmin后汽缸中的氣壓不超過5%。受電弓調整試驗應在受電弓安裝后進行。并在調試工作前，做幾次(至少兩、三次)升弓和降弓試驗。調整試驗要求1.額定靜態(tài)接觸壓力：在靜止狀態(tài)下，弓頭滑板在工作高度范圍內對網線的壓力。要求壓力值70±10N。2.同高壓力差：受電弓在同一高度下，上升和下降靜態(tài)接觸壓力差。要求不大于18NO3.