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高速动车组受电弓系统分析作者：龚超成来源：《中国科技博览》2018年第16期[摘要]近年来，随着高速动车组的快速发展，动车组速度从最初的200Km/h提升至目前350Km/h，对动车组牵引性能也越来越高，受电弓系统作为高速动车组受流供电的关键部件，在动力传输中承担着重要的角色。
由于外界工作环境复杂极端化，给受电弓系统自身的技术性能及维护提出了很高的要求。
本文主要就国内外高速动车组受电弓系统的发展概况进行阐述，结合CRH2A系列动车组受电弓系统原理，对受电弓故障进行深入探究并提出相应应急备案。
[关键词]高速动车；受电弓；工作原理；问题及策略中图分类号：S767 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）16-0053-01引言由于高速动车组的运行速度提升，出现动车事故的危害将是致命的，所以在保障高速动车的安全运行方面必须做到万无一失。
其中在接触网和运行列车之间起到电能传输作用的受电弓系统必须经过严格的质量检验和运行可靠性评估，这样才能为高速动车的安全运行提供可靠的保障。
从普通的列车到高速动车我国铁路工作人员做出了巨大的努力，目前我国的高速动车运行总里程已经稳居世界第一的位置。
一、国内外高速动车组受电弓系统概况在我国高速动车组的受电弓系统设计施工过程中，其中的接触网线是由勘测相关单位进行实地数据的测量收集，再交付于我国高速动车组相关的电气化单位进行设计制造，其中不考虑受电弓的影响。
在受电弓的制造过程中也同样不考虑接触网的影响，两者在设计制造环节互不干涉[1]。
在接触网与受电弓的连接中出现的问题比较多，主要存在外界环境对连接滑板的腐蚀和接触位置的长期磨损等等。
国外动车中的受电弓系统以法国的TGV型受电弓、德国的DSA型受电弓和日本的PS系列受电弓为研究对象[2]，法国的TGV型受电弓的主要特点是双层单臂式受电弓，该受电弓的质量明显减轻较少了受电弓自重对设备的损耗，在分段区域采取直流供电与交流供电的两种模式，以达到节约能源的目的。
高速受电弓固有振动特性的实验研究受电弓是火车机械常用的一种传动元件，它具有良好的特性，可以满足火车机械的要求。
受电弓的安装位置在供电架和主动轮之间，受电弓的接触状态受外界环境因素的影响，因此受电弓的工作状态非常不安稳，其中受电弓的振动特性也受这种环境因素的影响。
为了研究受电弓的振动特性，本实验利用单轴振动实验装置，在实验室内选取一把受电弓，安装在实验装置上，以受电弓支架为基准，调整振动取样设备臂的位置，安装加速度传感器和位移传感器，进行高速受电弓的振动特性的实验研究。
在实验前，首先根据受电弓的功能特性，利用振动取样设备测量出其静态工作角度 ss记录，以及基准导轨表面上的接触压力 ps记录，确定实验基准状态。
测量完成后，输入实验电压200V 、频率50HZ、负载电流给实验装置，让受电弓进入高速运行状态，并利用加速度传感器记录受电弓实验值，利用位移传感器记录受电弓振动运行轨迹，观察其受电弓的实验结果。
经过以上实验，发现受电弓的振动特性随着实验电压的增加而变化，而且受电弓的振动幅值也随着实验电压的增加而增大，这说明受电弓的振动特性是不稳定的，它受外界环境的影响较大，受电弓的振动特性必须要求稳定性才能正常工作。
同时，实验还发现受电弓的振动特性还受到受电弓的结构尺寸及受电弓磨合状态等因素的影响。
为了确保受电弓的振动参数在正常范围内，必须保证受电弓的结构尺寸精确、磨合状态良好，同时还要定期检查和维护受电弓。
通过本次实验研究，我们了解到受电弓的振动特性是不稳定的，且受外界环境因素的影响较大；受电弓的振动特性还受到受电弓的结构尺寸及受电弓磨合状态等因素的影响，为此，火车机械的设计和操作过程中，应注意正确安装受电弓，保持其装配尺寸精准，并定期检查和维护，以确保受电弓的振动参数保持在正常范围内，从而确保受电弓的正常运行。
总之，本实验的研究将有助于为火车机械的安全运行提供依据，以及通过深入研究受电弓的振动特性来改善受电弓的结构设计。
高速受电弓固有振动特性的实验研究
1高速受电弓固有振动特性的实验研究
高速受电弓在牵引机车作业中，起着非常重要的作用，其安全和高效的运行是确保牵引机车安全高效运行的重要因素。
受电弓受到耗竭材料结构传热特性等因素的影响，会产生振动，这就使牵引机车产生减速、熔断、停止等现象，严重影响机车安全运行。
因此，对高速受电弓的振动特性进行经济有效的实验研究成为当前重要的热点和难点。
在实验中，采用超高速1.5AW执行机结构，通过以偶极汤尔特(OPT)方式加热获取高速受电弓振动。
为了了解吸收受电弓振动情况，设置释动器、吸收器等消除铝合金梁结构表面振动。
结果表明，当受电弓悬臂之间形成的表面振动大于指定值时，受电弓的振动会被吸收器有效的抑制，实验结果验证受电弓的振动特性按照设计要求，确保机车安全运行。
研究表明，采用超高速1.5AW执行机结构和相应的标准，可以有效的测量高速受电弓的振动情况，通过调整受电弓悬臂形状，以及通过减少受电弓悬臂振动频率和大小，可以有效降低受电弓振动，从而提供机车安全高效运行的前提。
毕业设计（论文）中文题目受电弓常见故障研讨学习中心（函授站）：济南铁路局专业：机械设计制造及其自动化姓名：XXX学号：********指导教师：XXX北京交通大学远程与继续教育学院2023年4月毕业设计(论文)承诺书与版权使用授权书本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。
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论文作者签名：_________________ ______年_______月______日指导教师签名：_________________ _______年_______月______日毕业设计(论文)成绩评议毕业设计(论文)任务书本任务书下达给： 2014 级机械设计制造及其自动化专业学生 XXX设计（论文）题目：受电弓常见故障研讨一、毕业设计（论文）基本内容结合我国铁路高铁动车组的受电弓日常运用的现状，通过对动车组受电弓的了解，正确地分析现阶段动车组受电弓常见故障的特点，有针对性地研究分析受电弓常见故障并提出解决措施和可行性整改方案。
二、基本要求随着我国铁路客运朝电气化、高速化方向发展，受电弓各类故障频繁发生，危及铁路客运行车安全、制约高速动车组的发展。
为此，有必要对受电弓的各类故障进行研究分析并提出解决措施。
要求能根据各型受电弓实际运用中，受电弓出现的各类故障结合实践经验不断摸索和研究，掌握受电弓的各类主要故障，对其进行逐一分析并提出合理化解决措施。
三、重点研究的问题结合日常运用中常见的多发故障，针对铁路动车组受电弓出现的各类故障进行研究分析，找出各类故障的发生规律并提出解决措施和可行性整改方案。
高速受电弓概况及发展侯艳1袁张武2(1.西安铁路职业技术学院牵引动力系,陕西西安710014;2.西安科技大学机械工程学院,陕西西安710054)摘要:本文以高速铁路受电弓的特点为出发点,主要以高速铁路技术比较先进的德国、日本和法国高速受电弓为例,介绍了当今主流高速受电弓的特性及优点,同时对我国高速铁路目前所使用的受电弓的状况进行了分析,最后为我国高速受电弓的研发方向提出了几点建议。
关键词:高速铁路;受电弓;特性0引言无论是从交通运输是经济进入现代增长所依赖的最主要的基础产业、基础结构和环境条件这一运输发展理论,还是从我国正处于经济社会持续快速发展的重要时期,铁路“瓶颈”制约矛盾非常突出这一国情世纪出发,以及世界铁路历史的发展证明,高速铁路是经济社会发展的必然趋势。
因此我国现已制定出一系列发展规划,大力发展高速铁路。
然而由于高速铁路开行速度高(设计开行时速250公里以上,初期运营时速200公里以上),高速铁路需要一系列配套技术的支持,如适用于高速铁路的路网及信号系统、高速受电弓、高速转向架、符合动力学性能的车体等[1],其中受电弓作为机车的受流器件,在弓网系统中占有举足轻重的地位,其受流性能的优劣直接影响所取电流的可靠性,直接影响电力机车的工作状态。
1高速铁路受电弓概况电力机车在中高速运行状态下会出现比常速下严重的一些问题,如:弓网系统接触压力变化大、离线率高、拉弧现象严重等等[2],为克服这些问题,各国研究人员已经研发出了适合各国自己国情的高速受电弓。
德国ICE1、ICE2系列高速列车使用的DSA350SEK型受电弓,精选合金制成,通过合理选择等臂平衡杆弹簧及组装,减轻了受电弓的质量,其质量轻(仅为106kg),并且在其上臂杆与等臂杆的适当位置安装有可变化的导风板,通过调节导风板活节距离及角度,便可使受电弓升浮力稳定,从而保证了良好的受流效果。
该受电弓上还装有自动降弓装置(AS),当弓网发生故障而损坏碳滑板时,压缩空气经碳条滑板下与控制受电弓的压缩空气直接相连的通道释放,在不到1秒的时间内便可将弓头将至落弓位,及时避免受电弓及接触网继续受到损害,同时,该装置还可将故障信号迅速传给在牵引系统重联的令一台机车,使其受电弓降落,切除整个故障。
专利名称：一种受电弓用加强型滑板专利类型：实用新型专利
发明人：陈刚,龙文波,周宁,马果垒申请号：CN201820243159.X
申请日：20180211
公开号：CN208359935U
公开日：
20190111
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型的目的是提供一种受电弓用加强型滑板，通过改进现有受电弓用滑板的硬件结构，使受电弓滑板更具有抗冲击性，可以防止高速冲击对碳条的损伤，其结构包括：碳条和托架；所述碳条与所述托架紧固连接；所述托架设置有用于与受电弓紧固连接所需的安装紧固件；所述托架的两侧沿长度方向分别设置有护板。
本实用新型所提供的受电弓用加强型滑板，可以使受电弓滑板更具有抗冲击性，可以防止高速冲击对碳条的损伤，尤其适合高速或接触网状态差的线路，而且此滑板带有内部气道，滑板发生故障后能够实现自动降弓，保护受电弓和接触网免受更大的损坏，确保机车车辆/动车组可靠、安全、高速运行。
申请人：北京海冬青机电设备有限公司
地址：102609 北京市大兴区北臧村镇新立村村委会北150米
国籍：CN
代理机构：北京爱普纳杰专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：何自刚
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受电弓设计原则研究马果垒;高秀军;宋瑶【摘要】介绍了受电弓的分类和组成.通过对其功能的探求,基于对受电弓标准和实际运用经验的研究和分析,归纳提出受电弓的设计原则和要求,规范化受电弓的设计方法.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2014(034)002【总页数】4页(P129-132)【关键词】受电弓;接触网;设计【作者】马果垒;高秀军;宋瑶【作者单位】北京赛德高科铁道电气科技有限责任公司,北京100176;北京赛德高科铁道电气科技有限责任公司,北京100176;北京赛德高科铁道电气科技有限责任公司,北京100176【正文语种】中文【中图分类】U225受电弓是电力牵引机车车辆的关键设备，主要由底架、升降系统、上框架、上导杆、下臂、下导杆和弓头等组成，受电弓的功能是保证电流能够从架空线传送到机车车辆的电气系统。
1 受电弓的分类按照结构类型，受电弓可以分为:单臂受电弓，双臂受电弓。
但目前普遍采用单臂受电弓，见图1。
图1 受电弓类型按照使用地点和功能，受电弓可以分为:干线受电弓和地铁、轻轨受电弓。
干线与地铁和轻轨的区别①载客(货)量不同:干线最大，地铁次之，轻轨最少;②适用电压不同:干线一般为25 kV，地铁和轻轨差不多，有3 kV、1.5 kV或者750 V等几种;③行驶速度不同:干线一般会达到120 km/h以上，而地铁和轻轨一般在120km/h以下;④建设地点不同:干线一般为两个城市之间的线路，而地铁和轻轨一般限于一个城市内，建设空间有限。
根据干线与地铁、轻轨线路的不同，其受电弓的主要区别①干线受电弓一般为气囊升弓，地铁和轻轨则有气囊式，弹簧式和气缸式等形式;②地铁和轻轨由于电压低，其电流很大，所以其滑板要浸金属滑板或者直接使用铜粉末冶金滑板，而干线铁路其电流相对要小，而且高速下考虑弓头减重，一般采用碳滑板;③干线受电弓一般强制要求拥有自动降弓(ADD)系统，而地铁和轻轨根据客户要求;④地铁和轻轨由于建设空间的局限，对受电弓工作范围要求苛刻，即落弓后升起很小即能工作;⑤干线受电弓，特别是高速线路，必须考虑高速运行时气流对受电弓动态性能的影响，这就需要在弓头处加装导流板和翼片，而地铁和轻轨受电弓不需要考虑。
