毕业设计说明书 课题名称：城轨车辆控制电路的 原理分析及故障排除 专业系轨道交通系 班级 08广州地铁订单班 学生姓名夏立华 指导老师陶艳 完成日期 2010.12.20
2011届毕业设计任务书 一、课题名称 城轨车辆控制电路的原理分析及故障排除 二、指导教师 陶艳 三、设计内容与要求 1、课题概述: 随着城轨车辆牵引动力的交流化和运行速度的提高，列车上的受控部件或控制装置也越来越多，控制和被控设备之间的协调和快速响应显得越来越重要。虽然现阶段城轨车辆大都引入了网络控制，但是由于硬线电路具有极高的可靠性和可维护性，因此在城轨车辆电气设计中仍然大量采用硬线电路来实现其控制功能。 本课题主要针对城轨车辆的部分控制电路，如列车激活控制电路、司机室占有控制电路、受电弓控制电路、高速断路器控制电路、传动控制电路、驾驶模式控制电路等展开分析，指出其常见的故障现象，并详细说明排除故障的方法。 2、设计内容与要求： 1)设计内容 a)城轨车辆电气线路整体介绍； b)列车激活控制电路分析及故障排除； c)司机室占有控制电路分析及故障排除； d)受电弓控制电路分析及故障排除； e)高速断路器控制电路分析及故障排除； f)传动控制电路分析及故障排除； g)驾驶模式控制电路分析及故障排除。 2)要求 a)要求学生有一定的电气线路识图基础； b)要求学生有一定的电气控制及城轨专业基础。 c)通过检索文献或其他方式，深入了解设计内容所需要的各种信息；
d)能够灵活运用《电工》或《电机与电气控制》等课程的基础知识和城轨专业知识 来分析城轨车辆的控制电路。 四、设计参考书 1、《电气识图》，吕庆荣等主编，化工出版社 2、《电机与电气控制》 3、《城市轨道交通车辆电气检修》 4、《城市轨道交通车辆运行与维修》 5、《城市轨道交通车辆电气设备》 五、设计说明书内容 1、封面 2、目录 3、内容摘要(200-400字左右，中英文) 4、引言 5、正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、分析、论证，设计结果的说明及特点） 6、结束语 7、附录(参考文献、图纸、材料清单等) 六、设计进程安排 第1周：资料准备与借阅，了解课题思路。 第2-3周: 设计要求说明及课题内容辅导。 第4－7周：进行毕业设计，完成初稿。 第7-10周：第一次检查，了解设计完成情况。 第11周：第二次检查设计完成情况，并作好毕业答辩准备。 第12周：毕业答辩与综合成绩评定。 七、毕业设计答辩及论文要求 1、毕业设计答辩要求 1)答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资 料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。 2)学生答辩时，自述部分内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或
CRH380AL型动车组受电弓工作原理浅析 摘要：CRH380A动车组，编组16列，目前运行速度300km/h，如此高的运行速度，旅客们对动车组乘坐的舒适性和安全性也提出了很高的要求。但要达到这一目标稳 定的动力输出是必不可少的，要提供稳定动力输出，高压 供电系统的稳定是基础。而提到动车组高压供电系统，就 不得不提到受电弓。 关键词：动车组；动力输出；高压供电系统；受电弓 高压供电系统是动车组关键技术之一，而受电弓的表 现直接关系到动车组高压供电系统的稳定性。在动车组的 检修过程中，对受电弓的检查和试验是相当严格的，是绝 对不能有半点失误的。任何一点失误，都有可能对动车组 的运行造成极其恶劣的影响。现在结合日常的工作，对动 车组受电弓的组成及工作原理进行简要的介绍。 一、受电弓概述 CRH380AL动车组使用的受电弓型号为DSA380，弓头长1950mm，滑板长1576mm，质量（不包括绝缘子和阀板）为117kg，其结构如下图： 图1 受电弓结构 主要参数： （1）最小绝缘距离：≥310mm
（2）最大电流：1000A （3）短路电流：35kA（60ms） （4）车辆静止时最大电流：80A （5）受电弓落弓时高度：666mm （6）静态接触压力为80N、可调 （7）最大集电头（弓头）宽度：1950mm（+0/- 10mm） （8）两根滑板中心线距离：约580mm （9）滑板材料：渗金属碳 （10）弓角材料：部分绝缘 （11）最大上升时间：10s （12）最大下降时间：10s （13）下降310mm的最大时间：3s （14）ADD释放后，故障受电弓降到考核高度下200mm处的最大时间：1.0s （15）输入空气压力：4～10bar （16）形式及管径：内螺纹/G 1/2’ 二、工作原理 1.升降弓工作原理 当受电弓的电磁阀得电时，压缩空气也经过减压阀、电控阀一路向气囊（17）充气，同时一路向受电弓的集电头上的滑板气腔内充气；当气囊内气压达到一定压力时，
3.受电弓控制 CRH2的受电弓设置在T2-4和M3-6车上，见图06DY。正常情况下，只能有一个受电弓升起。因此，当受电弓上升连锁装置继电器PanIR选择一侧的受电弓时，将不能输入另一侧受电弓的上升指令。受电弓的升降指令能够通过设置在司机台的操作开关或监控器的显示器发出。 设操纵端在T1-1车，则1车的MCR励磁，MCRR失磁；T4-8车的MCR失磁，MCRR 励磁。 (1)升弓控制： 设司机现在要升T2-4车的受电弓。
当T2-4车的升弓继电器（panUR、panUR1）和升弓电磁阀panUV均得电励磁后，受电弓可以升起（说明：当升T2-4车的受电弓时，通过106G线可使M3-6车的panIR励磁，切断M3-6车的升弓电路）。 总结：升弓条件 1.受电弓断路器pan N及升弓断路器pan UVN闭合； 2.按下升弓按钮panUS（注意保持5秒以上时间）； 3.受电弓隔离开关panDCCS在正常位（按下去的工作位）； 4.没有发出降弓命令，panDWAR处于失磁状态。 （2）降弓控制： 按下降弓按钮panDS。同时，panDWR，panDW AR的反联锁断开，使panUR、panUR1、panUV失电，受电弓降下。 当由监控器（终端装置）输入降弓命令时，panCOR、panCOR-R会得电。 可由103线使panDWR、panDW AR励磁，降下受电弓。 4.主断路器控制（VCB控制）： 看图6DY中，M1-2、M3-6车上有主断路器VCB。 （1）合主断控制： 人工合主断，即闭合主断投入开关VCBCS（以M1车为例）。
1.OCTN：过流变压器断路器，对主变压器进行过流保护。正时时OCTN线圈得电励磁，该联锁闭合。 2.MTOPMN：主变压器油泵电机断路器，当开启了主变压器油泵后，该联锁闭合。 3.KRR：牵引变流器接触器预留继电器，当牵引变流器开始工作时会励磁，此处要求M1车、M2车的牵引变流器在非工作状态。 当VCB-M线圈励磁，主断路器VCB可闭合。若VCB-M线圈无电，VCB就会断开。 （2）分主断控制（通过控制让VCBOR2失磁来断主断）： 按下分主断按钮VCBOS,8号线加压。按下降弓按钮panDS，8号线同样也可加压。（这样做的目的是降弓前先断主断，以减少降弓时的电流，避免产生火花）。
本章重点：受电弓 本章难点：主断路器 第四章《主型电器》 第一节《受电弓》 一、概述 优质滑板应满足以下要求： 1、力学性能好，能承受一定的冲击载荷。 2、磨擦系数低，对接触导线及滑板自身的磨耗小。 3、电阻率低，耐弧性强。 4、质轻。 二、TSG1-630/25型单臂受电弓 1、TSG1-630/25型的基本结构 ?、滑板机构 滑板机构主要由滑板及支架组成。 滑板的主体组成由铝板压制而成，在一定的强度下用铝可减轻其重量。接触板一般采用碳质和粉未冶金两种。 支架由薄钢板制成，内装有波形圆柱螺旋弹簧，使整个滑板在机车运行时随接触网导线驰度的变化而作前后、上下的摆动，以改善受流状况。 ?、框架 整个框架由上框架、下臂杆、平衡杆、推杆和底架组成。 底架通过三个支持绝缘子安装在机车顶盖上。下臂杆的转轴是无疑钢管构成，装在底架上。推杆两端分别用正反扣螺与推杆铰链连接。 ?、气缸传动机构 整个传动机构由缓冲阀、传动风缸、连杆、滑环及长降弹簧组成。 2、TSG1型单臂受电弓的动作原理 ?、升弓过程 升弓时，司机操纵受电弓按键开关，控制受电弓的电空阀使气路导通。 压缩空气通过缓冲阀7进入传动风缸8，活塞克服降弓弹簧10的压力向右移动，通过气缸盖上杠杆支点，使拉杆绝缘子向左移动，同样通过杠杆支点的作用，滑环12右移，此时拐臂14不受滑环12的约束，下臂杆6便在升弓弹簧的作用下，作顺时针转动。此时，中间铰链座20在推杆5的推动下，作逆时针转动，也即上框架4作逆时针转动，整个受电弓弓头随即升起。 ?、降弓过程 降弓时，司机操纵受电弓按键开关，使受电弓的电空阀将缓冲阀7的气路与大气接通，于是传动风缸8内的压缩空气经缓冲阀排向大气。活塞在降弓弹簧10作用下向左移动，使滑环12也向左移动，当滑环12与拐臂4接触后，迫使拐臂跟随着滑环继续左移，强制下臂杆6作逆时针转动，最终使弓头1降到落弓位。 3、主要技术参数
第四章控制电路 第一节概述 控制电路的组成及作用 1、控制电源电路：直流110V稳压电源及其配电电路； 2、整备控制电路：完成机车动车前的所有操作过程，升弓、合闸、起劈相机、通风机等； 3、调速控制电路：完成机车的动车控制，即起动、加速、减速； 4、保护控制电路：是指保护与主电路、辅助电路有关的执行控制； 5、信号控制电路：完成机车整车或某些部件工作状态的显示； 6、照明控制电路：完成机车的外照明及标志显示。 第二节控制电源 一、概述 机车上的110控制电源由110V电源柜及蓄电池组构成。正常运行时，两者并联为机车提供稳定110V控制电源，降弓情况下，蓄电池供机车作低压实验和照明用，若运行中电源柜故障，由蓄电池作维持机车故障运行的控制电源。 110V电源柜具有恒压、限流特点。主要技术参数如下： 396V+-单相交流50HZ 输入电源…………………………………25% 30% 输出额定电压……………………………直流110V±5%（与蓄电池组并联）输出额定电流……………………………直流50A 限流保护整定值…………………………55A±5% 静态电压脉动有效值……………………＜5V(与蓄电池组并联) 基本原理框图：
取自变压器辅助绕组的电源经变压器降压后，经半控桥式整流电流整流，再滤波环节滤波后与蓄电池并联（同时也兼起滤波作用）。给机车提供稳定的110V 直流控制电源。 二、主要部件的作用 电气原理图见附图（九） 600QA—控制电路的交流开关和总过流保护开关 670TC—控制电源变压器，变比为396V/220V，将取自201和202线上的单相交流电降压后送至半控桥 669VC—控制电源的整流硅机组，由V1～V4组成半控桥，将输入的220V交流电整流成直流电输出，通过674AC控制相控角度改变输出电压。 674AC—电控插件箱（包括“稳压触发”插件和“电源”插件），其中“稳压触发”插件自动控制晶闸管V1、V2的导通，并根据反馈信号适时调节相控角度，使控制电源输出电压保持在110V±5%（与蓄电池并联）；“电源”插件将110V变48V、24V、15V . 1MB、2MB—给674AC同步信号，并给GK1、GK2提供触发电压 GK1、GK2—给V1、V2提供门极触发电压 671L、673C—滤波电抗与滤波电容，对669VC输出的脉流电进行滤波 666QS—整流输出闸刀（机车上叫蓄电池闸刀），将整流滤波后的输出电源与蓄电池并联。
受电弓原理介绍 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
第三节受电弓原理介绍受电弓主要功能是从额定电压DC1500V接触网上获取电源，向整个列车电气系统供电，同时还通过列车的再生制动系统将列车的动能转换为电能回馈给接触网供给其它在线列车的使用，起到双向传递枢纽的作用。受电弓在刚性接触网和柔性接触网的线路上均能适用，在整个车辆速度范围内，受电弓有良好的动力学特性能，能够保证在各种轨道和速度下与接触网具有良好的接触状态和接触稳定性。它在气路上的特别设计保证了它降弓时有明显的迅速下降和平稳下降两个阶段。B2型车采用的是SBF920型单臂式受电弓。 （1）受电弓结构 图10 SBF920型单臂式受电弓结构示意图 单臂式受电弓主要特性有：重量轻，设计简单，维护少，卓越的接触性能以及安全的操作。 底架：底架由封闭的矩形空心钢管焊接而成。底架上装有以下部件：支撑下支架轴承座，上支架及下支架缓冲垫，运输挂钩，降弓后支撑弓头的支撑弹簧，升弓装置，连接杆，气动降弓机构，绝缘子，高压连接板，休息位置指示器，锁钩支撑座，气动设备。 下支架：下支架由无缝钢管焊接而成，其底板位于底架上。下支架上装有以下部件：装有升弓装置钢绳驱动的凸轮，气动降弓机构驱动的杠杆，平行导杆，减震器，上支架安装座。 上支架：上支架为无缝铝管的焊接结构，十字形钢缆连接结构使框架具有一定的横向稳定性。上支架装有以下部件：弓头，连接杆，减振器，上升限位装置，受电头支撑轴。
连接杆：连接杆由一根用碳钢圆管制成的连接管和两个分别带有左旋及右旋螺纹的轴承座和两套绝缘轴承组成。通过转动连接管，可调节和微调受电弓的几何形状。 弓头：弓头安装在一根位于上支架上的轴上，叶片弹簧用于悬承被固定在托架盒内的集电板。平行导向滑环确保碳滑板与接触网的平行工作。每个碳滑板的单个悬承可实现最大的接触特性，将磨损尽量减至最小。悬承架在水平和竖直力异常大时保护弓头的叶片弹簧，防止其毁坏。整体的平衡使得弓头能够在接触网上自由转动。 平行导杆: 当受电弓进行升弓或降弓时，平行导杆可防止弓头失稳翻转。 升弓装置：受电弓通过驱动弹簧的作用升起并对接触网施加压力。升弓机构通过驱动钢缆和安装在下支架上的凸轮动作。 液压减震器：液压减振器通过上支架、下支架之间的减振器实现振荡衰减。它保证了碳滑板和接触网之间的良好接触。减振器适合的工作温度在-40至80摄氏度之间。 气动降弓机构：受电弓降弓是依靠固定在底架和下支架的杠杆之间气动降弓机构来完成。受电弓下降通过装在气压缸里的压缩弹簧实现，通过下支架上的触发臂上的活塞和活塞杆起作用。如果气缸受到压缩空气的压力，则压缩弹簧会被活塞压缩，此时受电弓可升弓。 升弓和降弓时间通过两个节流阀进行调节。若要调整受电弓的降弓位置，可以调整下支架的触发接头上的螺丝。如果没有压缩空气可以利用，受电弓可以使用气动脚踏泵升弓。 底架和上支架间的轴承：受电弓装备有免维护，油脂润滑周期长的深沟滚珠球轴承。每套轴承都装配有两个滚珠球轴承在加工好的轴上，轴承间的间隙填满了油脂。轴承外端安装了两个金属保护盖，避免机械损伤。
第三节受电弓原理介绍 受电弓主要功能是从额定电压 DC1500V接触网上获取电源，向整个列车电气系统供电，同时还通过列车的再生制动系统将列车的动能转换为电能回馈给接触网供给其它在线列车的使用，起到双向传递枢纽的作用。受电弓在刚性接触网和柔性接触网的线路上均能适用，在整个车辆速度范围内，受电弓有良好的动力学特性能，能够保证在各种轨道和速度下与接触网具有良好的接触状态和接触稳定性。它在气路上的特别设计保证了它降弓时有明显的迅速下降和平稳下降两个阶段。B2型车采用的是 SBF920型单臂式受电弓 （1）受电弓结构 图10 SBF920型单臂式受电弓结构示意图 单臂式受电弓主要特性有：重量轻，设计简单，维护少，卓越的接触性能以及安全的操作。 底架：底架由封闭的矩形空心钢管焊接而成。底架上装有以下部件：支撑下支架轴承座，上支架及下支架缓冲垫，运输挂钩，降弓后支撑弓头的支撑弹簧，升弓装置，连接杆，气动降弓机构，绝缘子，高压连接板，休息位置指示器，锁钩支撑座，气动设备。 下支架：下支架由无缝钢管焊接而成，其底板位于底架上。下支架上装有以下部件：装有升弓装置钢绳驱动的凸轮，气动降弓机构驱动的杠杆，平行导杆,
减震器，上支架安装座。 上支架：上支架为无缝铝管的焊接结构，十字形钢缆连接结构使框架具有一定的横向稳定性。上支架装有以下部件：弓头，连接杆，减振器，上升限位装置，受电头支撑轴。 连接杆：连接杆由一根用碳钢圆管制成的连接管和两个分别带有左旋及右旋螺纹的轴承座和两套绝缘轴承组成。通过转动连接管，可调节和微调受电弓的几何形状。 弓头：弓头安装在一根位于上支架上的轴上，叶片弹簧用于悬承被固定在托架盒内的集电板。平行导向滑环确保碳滑板与接触网的平行工作。每个碳滑板的单个悬承可实现最大的接触特性，将磨损尽量减至最小。悬承架在水平和竖直力异常大时保护弓头的叶片弹簧，防止其毁坏。整体的平衡使得弓头能够在接触网上自由转动。 平行导杆：当受电弓进行升弓或降弓时，平行导杆可防止弓头失稳翻转。 升弓装置：受电弓通过驱动弹簧的作用升起并对接触网施加压力。升弓机构通过驱动钢缆和安装在下支架上的凸轮动作。 液压减震器：液压减振器通过上支架、下支架之间的减振器实现振荡衰减。它保证了碳滑板和接触网之间的良好接触。减振器适合的工作温度在-40至80 摄氏度之间。 气动降弓机构：受电弓降弓是依靠固定在底架和下支架的杠杆之间气动降弓机构来完成。受电弓下降通过装在气压缸里的压缩弹簧实现，通过下支架上的触 发臂上的活塞和活塞杆起作用。如果气缸受到压缩空气的压力，则压缩弹簧会被活塞压缩，此时受电弓可升弓。 升弓和降弓时间通过两个节流阀进行调节。若要调整受电弓的降弓位置，可以调整下支架的触发接头上的螺丝。如果没有压缩空气可以利用，受电弓可以使用气动脚踏泵升弓。 底架和上支架间的轴承：受电弓装备有免维护，油脂润滑周期长的深沟滚珠球轴承。每套轴承都装配有两个滚珠球轴承在加工好的轴上，轴承间的间隙填满了油脂。轴承外端安装了两个金属保护盖，避免机械损伤。 电气设备：所有的轴承位置均通过分流导线进行旁路处理，以防止电流流经轴承。分流导线由一根柔软镀锡铜线和终端线耳组成，在接线板上涂上含铜的导电脂，使分流导线和支架之间有更好的导电性能。 气动设备：气动设备由连接到气压缸的压缩空气供应线路组成。气路中安装了两个节流阀，用于调节升弓和降弓速度。 降弓位置传感器：降弓位置传感器安装在底架的绝缘板上，当受电弓在降弓
目录 第1章绪论 (1) 1.1 研究背景 (2) 1.2国内外高速动车组受电弓的发展 (2) 1.3 国内受电弓常见的故障 (3) 第2章受电弓概述 (5) 2.1 CRH2A型受电弓组成结构 (5) 2.2 CRH2A受电弓的工作原理 (7) 2.3CRH2A型受电弓特点及其特性 (7) 2.4 CRH2A型受电弓升降装置 (8) 第3章CRH2A型受电弓模型 (10) 3.1 CRH2A型受电弓的日常检查 ........................................................... 10‘ 3.2 CRH2A型受电弓的故障 (11) 3.3 CRH2A型受电弓故障原因 (11) 3.4 CRH2A型受电弓故障分析及改 (12) 参考文献 (18) 致谢 (19)
摘要 世界上第一条高速铁路是1964年开通的日本东海岛新干线，发展至今已有53年。近年来国内高速铁路飞快发展，随着列车速度的提高，受电弓与接触网关系的问题日益突出。动车组是通过受电弓从接触网上获取电能，所以良好的弓网接触是保证列车取流的必要条件，受电弓的滑板成了重中之重，列车运行时如何减少受电弓滑板的损耗，提高受电弓滑板质量已经成为高速铁路技术的重要问题。 动车组受电弓滑板材料如今各国都在加紧研发，它所涉及的材料学问题是其解决受电弓滑板损耗的基础，早期接触网线多采用纯铜或铜合金材料，而在受电弓滑板方面，其材料经历了纯金属滑板、粉末冶金滑板、纯碳滑板、浸金属碳滑板等发展过程。 关键词：动车组；受电弓；安全
第1章绪论 1.1 研究背景 根据我国的基本国情，国内铁路提速是通过修建电气化铁路和对既有线路的改造实现的。而铁路的电气化和高速化已成为世界铁路运输发展趋势，只有实现电气化，才能实现铁路运输高速化目标。因此发展高速铁路是铁路是现代化建设的必然趋势，而高速铁路均采用电力牵引和电气化铁路技术，高速列车必须在高速运行条件下可靠地从接触网上取得电能，否则将影响列车运行和电气驱动系统的性能。 受电弓是电力机车的重要电气部件，属于高压电器，它直接与接触网接触，将电流从接触网上引入机车，供机车使用。随电力机车运行速度的不断提高，对其受流性能也提出了越来越高的要求，其基本要求有：滑板与接触导线接触可靠；磨耗小；升、降弓时不产生过分冲击；运行中受电弓动作轻巧、平稳、动态稳定性好等。而在高速铁路迅速发展的今天，受电弓故障频繁的发生严重制约了高速铁路的发展，因而研究受电弓的故障原因与其处理方法具有很大的现实意义，同时也顺应了高速铁路的发展。 电力机车获得电能主要是通过牵引供电系统，在牵引供电系统中向电力机车直接供电的是接触网。在电气化铁道中，接触网是架设在轨道上方，呈现重复“Z”形走向，沿线路线向机车提供的电力传输网。接触网上的电能是牵引供电所提供的，所以说在机车通过线路的时候，接触网上会一直有电，但是接触网上的电能不可能主动地输送到机车上。作为接触网和机车之间的过渡受流装置，受电弓的作用就是从接触网接触导线上受取电流供电力机车牵引车辆和照明生活使用的一种受流装置。在机车正常运行中，机车受电弓靠滑动接触而受流，是电力机车与固定供电装置之间的连接环节，当受电弓升起时，其滑板与接触网导线直接接触，从接触网导线上受取电流，并将其通过车顶母线传送至机车内部，供机车使用。如果没有受电弓的中间受流，电力机车就不可能从接触网上获得电力供牵引电机使用从而产生牵引力，所以受电弓的中间受流环节作用是电力机车获得电力的关键因素之一。 1.2国内外高速动车组受电弓的发展
受电弓控制电路设计研究 1、2台受电弓的联锁控制 2号车、3号车的联锁继电器KAPI、受电弓上升指令继电器KAPU关系如图3所示。2号车升弓信号线得电后，由于3号车没有升弓信号，2 号车联锁继电器KAPI没有被励磁，2号车的受电弓可以升起。同时3 号车的联锁继电器KAPI被励磁，KAPI的常闭接点是打开的状态，3号 车的受电弓继电器KAPU没有被励磁，3号车的受电弓不能升起。同样，3号车升弓，2号车的受电弓不能升起。 1.1 升起受电弓控制当司机操作司机室的升弓按钮同时VCB断开，司机升弓指令线得电，同时没有降弓指令（KAPDW1没有被励磁）、升弓联锁继电器KAPI没有被励磁，升弓继电器KAPU被励磁，KAPU的 常开接点处于关闭的状态，高压隔离开关电磁阀PDCV被励磁，高压隔 离开关PDCS常开辅助触点闭合，受电弓上升电磁阀被励磁，受电弓上升。高压隔离开关PDCS常开辅助触点闭合，高压隔离控制继电器KAPDC被励磁，网压互感器二次侧绕组被接通到相应电路。或通过远程升弓操作，由监控器显示器输入升起受电弓的指令，单元指令继电器(KAU)被励磁，对该单元的KAPU进行励磁同时对高隔离开关电磁阀PDCV励磁。1）高压隔离开关电磁阀PDCV被励磁条件①有升弓指令，KAPU被励磁；②降弓继电器KAPDW1断开；③无远程受电弓切除指令，KAPCO2常闭触点闭合。由此可见，没有升弓指令高压隔离开关电磁阀 是不能带电的，克服了以往常带电的缺点。2）受电弓上升电磁阀被励 磁条件①高压隔离开关PDCS闭合；②有升弓指令，KAPU被励磁；③降弓继电器KAPDW1断开。 1.2 受电弓降弓控制当司机操作司机室的降弓按钮同时VCB断开，司机降弓指令线得电，或通过远程降弓操作，由网络系统显示器 输入降受电弓的指令，受电弓远程切除继电器KAPCO1、KAPCO2被励磁，降下受电弓继电器(KAPDW1)被励磁，KAPDW1的常闭接点处于打开状态，使PUV成为非励磁，受电弓降下。1）降受电弓继电器(KAPDW1)被励磁
目录 1. 概述 (2) 2. 弓网动力学 (2) 3. 工作特点 (2) 4. 受电弓结构 (3) 5. 受电弓分类 (4) 6. 受电弓的工作原理 (6) 7. 受流质量 (6) 7.1. 静态接触压力 (7) 7.1.1. 额定静态接触压力 (7) 7.1.2. 同高压力差 (7) 7.1.3. 同向压力差 (7) 7.2. 最高升弓高度 (7) 7.3. 弓头运行轨迹 (8)
1.概述 受电弓是电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备，安装在机车或动车车顶上。 2.弓网动力学 弓网动力学研究电气化铁道机车（动力车）受电弓与接触网动态作用关系与振动问题的学科领域。电力机车是通过受电弓滑板与接触网导线间的滑动接触而获取电能的，当运动的受电弓通过相对静止的接触网时，接触网受到外力干扰，于是在受电弓和接触网两个系统间产生动态的相互作用，弓网系统产生特定形态的振动。当振动剧烈时，可以造成受电弓滑板与接触导线脱离接触，形成离线，产生电弧和火花，加速电器的绝缘损伤，对通信产生电磁干扰，更严重的是直接影响受流，甚至会造成供电瞬时中断，使列车丧失牵引力和制动力。而弓网之间接触力过大时，虽可大大降低离线率，但接触导线与受电弓滑板磨耗增大，使用寿命缩短。因此，良好的弓网关系是确保列车稳定可靠地受流的基本前提。弓网动力学的主要任务就是要研究并抑制弓网系统有害振动，确保受电弓与接触网系统相互适应、合理匹配，为不同营运条件（特别是高速运行）下的受电弓与接触网结构选型和参数设计提供理论指导。评价弓网关系和受流质量，一般采用弓网接触压力、离线率、接触导线抬升量、受电弓振幅、接触网弹性系数、接触导线波动传播速度和受电弓追随性等指标。弓网动力学的研究，通常以理论研究为主，并结合必要试验，通过建立受电弓与接触网振动模型来预测上述性能指标，从而改进或调整系统设计。弓网系统最初的动态设计只是基于一些简化的数学模型而进行的，随着列车运行速度的提高，弓网系统的模型越来越复杂，从20世纪70年代开始，计算机作为一种辅助模拟工具被用于弓网系统动力学仿真和优化设计，从而使得弓网动力学研究领域得到极大丰富和发展。 3.工作特点 （1）受电弓无振动而有规律地升起，直至最大工作高度； （2）靠滑动接触而受流。要求滑板与接触导线接触可靠，受电弓和接触网特别是接触网要磨耗小，升、降弓不产生过分冲击。
摘要 自从19世纪铁路运输诞生以来，就一直朝着更高速的方向发展。高速铁路具 有载客量高、输送力强、速度较快、安全性好、正点率高、舒适方便以及能耗较低等明显的经济效益和社会效益，在全世界范围内显示出旺盛的生命力。高速铁路是当今世界铁路发展的共同趋势。 各国高速铁路在运营中发生了一些由于列车设备故障引起的事故，由于高速铁路的运营速度高、密度大，行车事故的发生严重影响了高速铁路系统的安全、正点，一些重大的事故甚至对乘客的生命和财产安全造成了不可弥补的损失。因此，防范行车事故、行车设备故障的发生是高速铁路运营部门的不懈追求。 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 I
目录 摘要 ..................................................................................................................................... I 第1章绪论 (2) 1.1选题背景 (2) 1.2主要内容 (3) 第2章CRH3动车组受电弓 (4) 2.1CRH3动车组介绍 (4) 2.2CRH3动车组SS400+受电弓 (5) 第3章CRH3动车组受电弓故障及检修 (8) 3.1受电弓故障 (8) 3.1.1受电弓自身故障 ......................................................... 错误！未定义书签。 3.1.2外部环境故障 (8) 3.1.3共同作用故障 (8) 3.2受电弓故障发生原因 (9) 3.3受电弓故障对策 (10) 3.3.1库内检修故障对策 (10) 3.3.2路线运转故障对策 (11) 3.4受电弓检修指导 (11) 3.4.1受电弓性能检查 (11) 3.4.2受电弓外观检查 (13) 3.4.3受电弓表面清洁 (14) 第4章CRH3动车组受电弓改进方案 (16) 4.1快速降弓阀的改进方案 (16) 4.2ADD供风阀的改进方案 (17) 4.3受电弓升弓故障改进方案 (18) 4.4受电弓磨损问题的改进方案 (19) 参考文献 (21) 1
CRH380B型动车组受电弓控制原理与故障分析 摘要：受电弓控制系统是牵引供电系统的核心，而牵引供电系统本身又与轨道 动车的运行效率、质量、安全性等紧密相连，因此对于受电弓故障及控制原理的 探讨是尤为必要的。本文以此为出发点，围绕CRH380B型动车组，从控制原理和 故障原因两个方面，对于受电弓控制系统展开探讨，为我国动车安全高效发展提 供理论层面的内容分析。 关键词：CRH380B型动车组；受电弓；控制原理；故障 引言： 受电弓控制系统在实际动车组当中，是通过多部件组合形成的，其中，平衡 杆在其中发挥着平衡的作用，尤其是对于升弓和降弓过程中弓头的平稳性起到了 至关重要的作用。而连接杆的作用则是通过对于其形状的几何微调，促使其发生 变化，对于动车运行产生作用。阻尼器主要是通过上臂杆和下臂杆两者的相互震荡，来确保良好接触。而接触对象之一，碳滑板，在于接触网的接触过程中，实 现对于电能的传输工作。 一、控制原理分析 对于控制原理的分析可以从受电弓气路控制原理和受电弓电路控制原理两个 方面来展开论述。 （一）气路控制原理 CRH380B型动车组的受电弓气路控制部分主要升弓电磁阀、ADD电磁阀、压 力开关、调压阀、压力传感器、气囊以及过滤器等几个方面构成[1]。 在实际运行过程中，由司机对于升降弓开关进行操作，从而控制升弓电磁阀 能够完成对于受电弓的实际指令，调整其进行升弓或降弓。而在这一过程中，当 需要进行降弓操作时，所发生的就是降弓的指令，收到这一指令后，升弓电磁阀 失电并隔断了与气囊连接的列车管的气路，进而导致气囊中的压力空气排除，完 成整个降弓的动作。而如果收到的是需要进行升弓的操作指令，则需要通过气路 导通，运用相对的操作方式，实现升弓动作[2]。 （二）电路控制原理 CRH380B型动车组受电弓电路控制部分主要分为气动调节器、受电弓控制单元、操作开关、中央控制单元、故障操作诊断信息、网络接口模块、主风管等几 个方面。 其具体的工作状态是，通过多功能车辆总线将信息指令传输给中央控制单元，在经过多功能车辆总线发送给司机室显示屏，在接收到信息指令后，经过诊断和 分析，将预先设置好的模式曲线，重新进行反馈，将信号传输给气动调节器，进 而产生对应的调整行为。 受电弓作为CRH380B型动车组的受流装置，通过采取接触网传递来的电流， 将其送至车内，供系统正常使用[3]。但是由于受电弓本身只用于受流，并没有灭 弧装置，因此，在对于电流的区分上，存在一定的能力误差，而这可能导致在实 际运用过程中，出现断大电流进入到系统的可能性，造成了故障出现的可能性。 而在这个时候，主断路器就发挥了重要作用，实现了保护电路的重要意义。 二、故障现象及原因分析 受电弓控制系统故障建立在其控制原理基础上，可以分为受电弓降弓故障、 主断路器无法闭合故障两个方面。 （一）降弓故障
3 CRH3型动车组高压侧电路结构及参数 动车组高压侧器件主要有受电弓、主电路断路器、高压电流互感器、高压电压互感器、接地保护器、主变压器、真空断路器等组成，其组成部分如图3.1所示。本章将对这些元件进行简介。 每辆动车组都由两个对称的牵引单元（EC 01 至BC04 车和FC05 至EC08 车）组成，它们通过一根车顶线相连。高压系统位于车顶。除车顶线和TC02 和TC07 车之间的高压转换装置外，高压系统的下列所有组件都位于TC02 和TC07 变压器车 高压电器的主要组成部分位于每个完整动力配置的变压器车车顶上。（具体每个部件的分布见表3.1） 表3.1高压系统部件布置
3.1SS400受电弓 CRH3型动车组采用SS400 型受电弓，升弓装置安装在底架上，通过钢丝绳作用于下臂。下臂、上臂和弓头由较轻的铝合金材料制成。当动车组与供电网连接/断开时，受电弓即升起或降下。动车组有两个受电弓，都采用气动控制。正常运行时，采用单弓受流，另一台备用，处于折叠状态。网侧高压母线将两个受电弓连通起来，并将网侧电压传输给位于底架上的牵引变压器。 工作原理： 受电弓配备了一个压缩空气驱动的自动升降装置，当接触接触带破裂时驱动装置将降低受电弓。在接触接触带的摩擦块中有一条沟槽里面充满来自驱动装置的压缩空气，如果摩擦块断裂压缩空气就会泄漏，底部驱动装置就会通过一个快速排气阀将受电弓降低，同时主断路器被触发以免由于电弧引起损坏。同样的方式当绝缘舵杆损坏时以相同的方式进行控制。在压力管路损坏的情况下，该自动升降装置通过塞门在运行状态时进行隔离。自动升降装置受控于列车控制系统。 受电弓所有功能以及监控是通过各自的阀控制模块实现。受电弓升起是通过一个安装在控制阀模块输入电缆中的电磁阀实现。升弓时间通过输入电缆中的电抗设置。降弓时间以及静态接触力以及自动升降装置中的压力开关的压力通过阀控制面板设置。阀控制模块所需的压缩空气由MR管提供，当列车整备时辅助空气压缩机会被使用。 对高速动车组受电弓的要求： （1）受电弓的滑板与接触导线之间要保持恒定的接触压力，以实现比常速受电弓更为可靠的连续电接触。其接触压力不能过大或过小。 （2）与常速受电弓相比要尽可能减轻受电弓运动部分的重量，以保证与接触网有可靠的电接触。列车运行中，受电弓将随着接触导线高度变化而上下运
浅谈 CRH380BL 型动车组受电弓原理 发表时间：2020-01-16T09:49:08.317Z 来源：《工程管理前沿》2019年第24期作者：徐永帅[导读] 针对CRH380BL型动车组受电弓软连线摘要：针对CRH380BL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CRH380BL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：受电弓软连线；支持绝缘子；故障；改进措施引言： 受电弓是动车组极其重要的电器部件，受电弓用于从接触网向电气操作的车辆供应电流，并使集电头适应接触网系统。通过三个支承绝缘子连接到车辆。 CRH380型动车组采用SS400型单臂受电弓。单臂受电弓由带支承绝缘子的底架 升降传动装置 框架 集电头 带有自动下降装置(ADD)的气动设备等主要部件组成： 1 CRH380型动车组受电弓运行故障描述 受电弓是动车组极其重要的电器部件，用来把接触网25kV的电能传导给车内高压设备。经过车辆长期在线上运行，虽然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。但是受电弓各软连线、支持绝缘子由于设计和材料的原因，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），这些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。在车辆的正常运行中，换修率明显高于其他电器部件。 2 CRH380型动车组受电弓运行故障原因分析2.1 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。 2.2 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。 2.3 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250km/h提高到350km/h，压力波幅值由1015Pa增至1950Pa，增大近1倍。 2.4 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，就会造成软联线逐渐折损。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。 2.5 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 CRH3型动车组受电弓运行故障改进措施建议3.1 加强接触网检测减少硬点数量
阻尼器是受电弓在异常工况下紧急快速降弓的缓冲保 护装置，其可靠的阻尼特性对受电弓安全运行尤为重要。 一、阻尼器工作原理 受电弓是由底架、下臂、上臂、弓头组成的铰接式机械构件，可等效简化为四杆机构。其中下臂为主动杆，通过特定角度范围内的转动来驱动受电弓升降。阻尼器安装在下臂与底架之间，可调节和缓冲下臂杆转动，从而实现受电弓的减振和缓冲。 阻尼器属于油压减振器的一种，是广泛应用于机车车辆悬挂的重要减振构件。它以油液为工作介质，通过外力拉伸、压缩活塞杆往返运动形成液压阻尼力，达到减振目的。其本身具有良好的减振阻尼效应和柔性的减振效果，能够提高机车车辆及部件高速运行时的平稳性、舒适型和安全性。阻尼器主要由接头、底阀组装、油缸、活塞组装、储油缸组焊、导承、骨架密封件、压盖、活塞杆等组成，如图1 所示。 受电弓工作要求：正常工况下的各工作高度范围内阻尼
器阻尼力较小，从而确保受电弓与接触网之间保持（70±10）N 的恒定静态接触压力，达到稳定受流的目的；异常工况下，受电弓快速降弓接近落弓位置时，阻尼器有缓冲从而避免有害冲击。为满足拉伸、压缩行程时受电弓对阻尼力的需求，受电弓阻尼器的阻尼特性设计为不对称的。 阻尼器特性曲线见图2。图中A 和B 行程为阻尼器的拉伸行程，对应受电弓的降弓过程，拉伸时是变阻尼力，刚开始比较小（＜ 450 N），拉伸到一定位置时阻尼力突然增大。 A 行程中产生阻尼力由活塞杆的阻尼节流阀系来实现， B 行程中产生的阻尼力由活塞阻尼调节阀系来实现。 C 行程为阻尼器的压缩行程，对应受电弓的升弓过程，C 行程中产生的阻尼力由底阀座组装中阀片弹簧系统实现，通过改变阀片弹簧的刚度来调节阻尼力的大小。 二、阻尼器失效故障及分析 和谐系列电力机车受电弓长期运用经验表明，引发阻尼
动车组车型参数 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998
动车组车型参数
CRH1A 车型参数
CRH1B 车型参数
列车总长(m): 车体最大宽度(mm): 3328 车体最大高度(mm): 4040 车体材质: 不锈钢 车组设计寿命(年): 25 适应站台高度(mm): 800~1250 编组总重(t): 全列载重(t): 最高试验速度(km/h): 275 标记速度(km/h): 200 最大制动距离(m): 2000 转向架中心距(mm): 19000 车辆固定轴距(mm): 2700 车轮原型直径(mm): 915 车轮踏面类型: LMA 最大轴重(t): 自动车钩中心高度(mm): 880 中间车钩中心高度(mm): 940 牵引总功率(kw): 11000 ATP型号: CTCS2-200H LKJ: 有停放制动: 有车组通过最小曲线半径(m): 145 车组通过最小S型曲线半径(m): 150+10+150 受电弓落弓高度(mm): 4774 受电弓工作高度(mm): 5300~6500 受电弓最大升弓高度(mm): 7190 正常运行网压(kv): ~29 蓄电池电压(v): 110 外接电源电压(v): 3NAC380+DC24 环境温度(℃): -40/+40 动力分配方式: 6拖10动车厢号: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 动力配置: 有动力， 带驾驶室 （Mc） 无动力， 带受电弓 （Tp） 有动力 （M） 无动力 （T） 有动力 （M） 无动力， 带受电弓 （Tp） 有动力 （M） 无动力， 带受电弓 （Tp） 有动力 （M） 无动力 （T） 有动力 （M） 无动力， 带受电弓 （Tp） 有动力， 带驾驶室 （Mc） CRH1E 车型参数