城轨车辆受电弓故障分析处理

南京铁道职业技术学院

毕 业 论 文

题 目：城轨车辆受电弓故障分析处理

作 者：学 号：

二级学院： 动力工程 系 ： 机车车辆 专 业： 城轨车辆 班 级： 地铁司机1101

指导者：

(姓 名) (专业技术职务)

评阅者：

(姓 名) (专业技术职务)

2014 年 4 月

城轨车辆受电弓故障处理

摘 要

近几年来，我国城市轨道交通发展迅速，为缓解城市交通压力作出巨大的贡

献。城轨列车控制电路作为城市轨道交通车辆的重要组成部分，为保证列车上的

各项电气控制与电路运行提供了良好的前提条件。

论文对城轨车辆的受电弓进行相关的结构、技术参数，控制电路工作原理等

进行重点讲述并指出其常见的故障现象，并详细说明排除故障的方法。

关键词：电气控制 受电弓 故障处理

目 录

摘 要 .................................................... 错误！未定义书签。

第一章 引言 ........................................................................................................ 错误！未定义书签。

第二章 受电弓控制电路原理及故障排除 ....................... 错误！未定义书签。

2.1受电弓的结构和主要技术参数 ···················· 5

2.2受电弓的控制电路及其工作原理简介 ················· 7

2.3受电弓故障的常见故障现象分析及排查处理 ·············· 10 心得体会 .................................................. 错误！未定义书签。

参考文献 .................................................................. 13

引言

人类的活动中心城市是社会进步的标志。随着经济的发展和科技的进步，城市的规模不断扩大。城市范围内的大量人员流动，要求配置便捷、可达性强的客运交通工具，以便人们高效率地达到出行的目的。世界上许多大城市的发展经验告诉我们，只有采用快速轨道交通系统（地下铁道、轻轨、高架独轨交通等）作为公共交通的骨干网络，才有可能有效的完成城市客运任务。在此形势下，城市轨道交通起到了骨干的作用，其中起到主要作用的是地下铁道和轻轨交通。

而作为承担这一重要任务之一的地下铁道，其无论从时间方面还是从速度方面，都能在很大程度上满足人们的工作出行需求，而这种准时、准确的保证是从保证地铁正常工作的每个方面来保证的。电气控制是地铁中最为重要的部分之一，只有保证了电气控制的正常工作才能保证列车的运行，所以在列车出现电气故障的时候能够迅速准确的完成故障的查找与处理是重中之重。

本文着手分析受流装置——受电弓的一些故障及处理方法，从而达到在电客列车运行当中出现故障时能迅速处理的效果。

受电弓在日常运行中会出现或大或小的故障，而这些故障都严重影响了列车的正常运行，所以必须在出现故障之前预防各种故障的发生，在出现了故障的时候能够及时迅速的完成处理，在解决之后能够总结经验，做好优化方案，在以后的运行中避免再次出现类似的故障，这是本文的重点内容。

第二章 受电弓控制电路原理及故障排除

2.1受电弓的结构和主要技术参数

受电弓是从接触网向整个列车电气系统的供电以及输送再生制动能量的必要部件。在刚性和柔性接触网的线路上均能适用。其受电制式有第三轨受电和架空线受电弓受电两种，其中架空线受电弓与机车受电弓在结构、原理等方面有诸多相似之处。

1．结构（如图2-1所示）

地铁受电弓主要由底架、下臂杆、上框架、弓头滑板和传动气缸等部件组成。

1. 底架 2. 绝缘体 3. 支架 3.1 下臂 3.2 下导杆 3.3高度阻止器 3.4 上臂

3.5 上导杆4. 受电弓头 4.1 接触滑板 4.2 端角5. 升弓和降弓装置6. 电流变速器7. 挂钩 8. 最低位置指示器

图2-1 受电弓结构图

2．主要技术参数：

地铁列车上装有2架受电弓，受电弓通过绝缘子安装在首尾两节动车车顶，弓头升起后与接触网导线接触，从接触网上汲取电流供动车使用。其中南京地铁受电弓的参数如下：

额定电压／V DC 1500

网压变化范围／V DC 1000-1800

额定电流／A 1050

最大电流／A 1650

最大运行速度／km ·h 80

最大升弓高度／mm 286O

折叠高度／ram 300

工作高度／mm 363(即折叠高度)1490

滑板长度／mm 1050

弓头长度／mm 1700

额定静态接触压力／N 120

传动气缸工作压力／bar 3-9

升弓时间／s ≤8(1490mm)

降弓时间／s ≤7(1490-0mm)

2.2受电弓的控制电路及其工作原理简介

2.2.1受电弓的控制电路图如下：

图2-2受电弓的控制电路

其中：受电弓和高速断路器控制保护空气开关2F30

列车控制启动继电器2K04

紧急制动继电器

2K10

升弓开关2S01

自动空气开关2F31

受电弓电磁阀 2Y01

升弓启动继电器2K31

受电弓保持继电器2K33

列车控制线21103

2.2.2受电弓的工作原理简介：

1. 升、降弓装置：

升、降弓装置包含电磁阀和缓冲阀，保证实现下列两个功能：

电磁阀得电，使压缩空气通过，从而使受电弓升起；电磁阀失电，让压缩空气流出，使受电弓降弓；

缓冲阀上分别装有调节螺栓，用来调节控制受电弓弓头的升、降速度与时间。 受电弓控制回路（如上图2-2所示）由列车电源线(DC110V)正端30420提供电源，经过受电弓和高速断路器控制保护空气开关2F30。

受电弓控制回路（如图2-2所示）由列车电源线(DC110V)正端30420提供电源，经过受电弓和高速断路器控制保护空气开关2F30。当列车激活后列车控制系统进入工作准备状态，列车控制启动继电器2K04和紧急制动继电器2K10分别得电工作。

2. 升弓控制原理：司机可以操作升弓开关2S01来执行“升弓”指令，通过自动空气开关2F31、列车控制线21103，使升弓启动继电器2K31得电。2K31控制各自单元车辆受电弓保持继电器2K33，2K33得电后开启受电弓驱动电路受电弓电磁阀 2Y01得电，使受电弓升弓并保持受电弓处在合适工作位置。

3. 降弓控制原理：司机可以通过使用降弓控制开关2S02来降弓，按下降弓控制开关2S02的常闭触点2l-22分断，先让2K31失电，同时2S02的常开触点13-14闭合，使降弓继电器2K32得电，通过常闭触点21-22和31-32使得2K33和2Y01失电，受电弓落弓，2K6由降弓自动空气2F32保护。在紧急情况时，单只受电弓可以通过操作设在A 车司机控制面板的紧急制动开关使受电弓降弓（双弓），当该开关被激活2K10继电器失电，其常开触点54-53和64-63直接分断

2K33和2Y01。

4. 升弓条件：受电弓能够升起来，升弓气压不能小于3bar 。当升弓气压小于3bar 时，可以利用A 车8号座位下的脚踏泵来提供足够的升弓气压。当列车在“有电无气”状态下升弓时，可以先按下升弓按钮，使电磁阀2Y01得电，连接受电弓的气路被打开，然后踩脚踏泵升弓，这就是通常说的“有电无气”升弓方法。

5. 受电弓的状态可以从按钮灯上判断：当升弓按钮的绿灯亮时，表示所有受电弓都已升起；当降弓按钮红灯亮时，表示所有受电弓都已降下；当升弓按钮的绿灯和降弓按钮红灯都不亮时，表示两个受电弓处于不同的状态（如升单弓）。

列车对受电弓“升弓”和“降弓”状态的检测方式是不同的，“升弓”状态是通过电压继电器7U01来检测，如下图2-3所示。1U01是变压器，它把接触网的高电压按一定比例变换成低电压。在继电器7U01的内部，这低电压的大小决定触头1.01-1.02和2.01-2.02的状态。触头2.01-2.02串联在受电弓升弓检测电路中，当U ＞1000V 时，触头2.01-2.02闭合，受电弓升弓按钮绿灯亮，表示受电弓升起。

图2-3 “升弓”状态检测原理图

“降弓”状态是通过位置传感器7B01来检测的，当受电弓接近7B01时，其连接电路的两接点1.3-2.4导通，受电弓降弓按钮红灯亮，表示受电弓降下。

2.3受电弓故障的常见故障现象分析及排查处理

2.3.1常见故障：升弓故障现象：司机台开锁后受电弓不能升弓。（受电弓能够升起来的条件是升弓压缩气压不能小于3bar ，电磁阀电压不能小于97v ）

2.3.2故障发生原因排查及分析：

1. 故障原因排查程序：

(1)检查MRE(主风缸管) 压力P ≥3.5bar(司机台上的压力表的白色指针) ；

(2)检查蓄电池电压，检查欠电压继电器3K05，开关301；

(3)按下S01“升弓”按钮；

(4)检查是否受电弓都已升起；

(5)MMI显示无网压02S02“降弓”指示灯亮；

(6)如果风压低但蓄电池电压正常，则使用车间辅助供风或B 车上的脚踏泵机械升弓（有电无气升弓）；

(7)如果蓄电池欠压继电器激活，但空气压力不高，则有气无电升弓；

(8)如果风压低但蓄电池欠压继电器激活则无气无电升弓；

(9)检查B 车车下的高压箱的隔离和接地开关Q1/Q2是否在正常位置；

(10)检查B 车上二位中间端的受电弓阀（U03、02Y01）是否处于工作位；

(11)检查牵引逆变器高压设备箱是否关闭；

(12)检查PH 箱车间电源插座X11与外部电源相连接或车间电源插座盖没关

好（车间电源插座位于B 车PH 箱高压电源箱右侧）；

(13)检查位于A 车司机室座椅后的设备柜的MCBS （微型断路器）、02F01（A ）；

(14)“启动司机室”、02F02（A ）、“受电弓指令”（F30）；

(15)检查TCC 是否受干扰：司机台上的左监控器必须激活，监控器应无错误信息显示；

(16)检查受电弓锁钩是否仍在起作用，释放锁钩。

2. 故障原因分析：

故障原因一、升弓电磁阀有电但压缩空气不足；

故障原因二、升弓电磁阀电压不足但压缩空气气压足够；

故障原因三、升弓电磁阀电压和压缩空气均不足。

发生上述三种情况必须应急升弓：Y=A+B，其中：A:蓄电池

2.3.3故障处理：

故障原因一、在“升弓电磁阀有电但压缩空气不足”的情况时：此时只需一人就能完成，先按升弓按钮（绿色的显示灯亮），使升弓电路得电保持（即：使电磁阀2Y01得电，连接受电弓的气路被打开）；再人为的提供压缩空气（此时必须使用安装在B 车2 位中间端的电气柜中的脚踏泵，大概踩踏20次左右），观察客内室的应急照明（DC110V ），常规照明220V 的灯亮灭情况，如果全部灯亮则表示升弓已完成（在完成之后恢复现场）。

故障原因二、在“升弓电磁阀电压不足但压缩空气气压足够”的情况下时：此时需要两人共同合作才能完成：

（1）手动操作拉杆使气源开关（电磁阀2Y01）打到“开”的位置，使电磁阀2Y01开通气路。

（2）在第一步中获得了电之后，使辅助电路具备启动条件，给蓄电池充电，合上3S01，打开蓄电池开关激活列车，在激活司机台之后使受电弓保持继电器2K33得电而保持。

（3）客室照明恢复。

故障原因三、在“升弓电磁阀电压和压缩空气均不足”的情况时：同时使用故障原因一和原因二的解决方法。

（4）受电弓故障处理小结：

受电弓的故障主要是受电弓不能升起，而造成这种故障的原因主要有三种，即：升弓汽缸内气压不足而升弓电磁阀2Y02电压足够，升弓汽缸内气压足够而升弓电磁阀2Y02电压不够，升弓汽缸内气压和升弓电磁阀2Y02电压均不足。解决这种故障的方法要因情况而定，其中当气压不足时还需用到安装在B 车2 位中间端的电气柜中的脚踏泵。当然，处理故障时需要一定的受电弓升降电路控制

图知识，要掌握受电弓升降弓的电气控制原理，从而在处理故障时能够清楚明白的知道是哪个元器件或者线路出现故障，并及时采取相关的处理方法。

心得体会

时间如白驹过隙，一晃而过，大学三年的时光即将结束，我的求学路即将结束一段征程，职业生涯即将展开，但是学习是伴随我一生的事情，无论我在哪里，无论我在做什么，无论我是社会中的一个什么角色，我都是一个学习者，只不过学习的舞台由学校换成了社会而已，但学习的激情会闪耀我的生命。

纵观整个大学，无论是学习，还是工作或是生活，我的人生都发生了质的变化，有了飞跃的提升，这是我人生一笔重要而珍贵的财富。

毕业设计作为我结束大学学习的总揽，是将我整个大学学习知识作一个回馈，一个结业。不仅仅将所有的知识串联在一起，更是将我的学习成果，学习效果展示在大家面前。我想首先做毕业设计的主要目的不是要将大家难住，而是要检验大家的学习成果。其次做毕业设计是为了让大家将自己所学的知识串联在一块，这样可以将所学的东西由头至尾过衔接起来，做个总结。

我的毕业设计说不上精彩绝伦，更说不上独具匠心，但却花费我很大一部分心血才做出这份让我自己心里还过得去的东西。这个学期第二阶段我的毕业设计课题就出来了，心里是有喜有悲，喜的是这个课题是由教过我课程的傅建勋老师带，知道的知识很广泛，对我们的进程快慢和指导不言而喻。悲的是我接到课题的时候发现我其实很多东西都没有，而且脑袋里没任何思路。幸好在老师的指导下很快就确定了目标，第一个星期确定了我的毕业设计的主题思路和指导思想，第二个星期将所有的资料串在一块，第三星期开始做框架，第四星期开始做初稿，第五星期完成初稿，第六星期将初稿交由老师审阅、定稿、完善。第七星期做一个详细的准备开始答辩。

在我做毕业设计的过程中能完成各项难题和准备充分，这与得到老师的大力支持和谆谆指导离不开，和小组的同学的不吝帮助息息相关。在这里，我感谢大学以来教我知识的每位老师，让我学会了自己专业的各方面知识。最后感谢这次带我毕业设计的傅建勋老师，对于他对我的教诲，我无比感激！

参考文献

［1］高爽主编. 地铁车辆构造与维修管理. 北京:中国铁道出版社，2003 ［2］唐春林. 城市轨道交通车辆电气. 校本

［3］吕庆荣. 电气识图. 化工出版社

［4］何宗华. 汪松滋. 何其光. 城市轨道交通车辆运行与维修. 中国建筑工业出版社,2006

［5］王燕荣. 城市轨道交通车辆电气检修. 上海科学技术出版社,2010 ［6］刘伦富. 侯守军. 电机与电气控制. 国防工业出版社,2010