城市轨道交通受电弓工作原理浅析及未来发展方向

2018年3月
情况下,可以使用反效法就能很好的解决这个问题了,脉冲不能正常输出是除了上述情况之外的,其中还可能出现脉冲的输出插头和插座接触没接好或是插头和接线上的不匹配,才会导致上述情况发生,只要有效的找到问题,就能得到及时的解决。

2.4测量环境条件的控制
依据有关规定和电能表的检定有关要求,应在检定室安装温度和湿度的可调式装置,按照检定的环境维护和监护要求来进行运用,要有效的确保鉴定室内的温度和湿度的条件下看其是否符合所工作的要求。

2.5对相关工作人员的管理
在有关工作人员正式入职这一工作前,应严格按照《人员培训和考核程序》对其检定人员进行电能计量有关技能知识的考核以及培训,让检定人员能快速的熟悉标准装置的操作流程和维护技能,有效的确保工作能顺利的实施。

计量标准装置工作人员必须要有证上岗,还要按照有关规定才能进行检定的工作。

其中最重要的是必须要提升检定人员自身的责任,意识以及素质等问题,要从其思想上保证自身在检定工作中会严格按照操作规程的流程来进行实际操作。

3结束语
综上所述,我国要想让电力企业稳定过渡为质量经济效益模式,就要做到建立有效的完善机制和合格的电能计量标准量值传递的管理机制,于此同时,还要有效的结合电能计量标准管理的有关政策等方面,必须要严格按照电能表标准装置量值溯源和其传递的机制管理,要有效的保证标准装置量值的准确度和保证其测量工作时的统一性。

参考文献
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业,2015(14).
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收稿日期：2018-2-15
城市轨道交通受电弓工作原理浅析及未来发展方向高兴彬（重庆轨道交通（集团）有限公司，渝北401120）
【摘要】城市轨道列车受电弓设备是城市轨道交通车辆的主要系统之一，受电弓通过与高压接触网接触获取电能，为列车牵引逆变装置等设备提供动力。

受电弓直接影响车辆的运行性能和安全，影响列车运营安全稳定。

本文主要是分析城市轨道地铁车辆的受电弓。

【关键词】轨道交通；地铁车辆；受电弓
【中图分类号】U264.3+4【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2018）03-0220-02
1受电弓分类
1.1受电弓主要有四种结构类型：双臂式，单臂式，垂直式、石津式
双臂式:双臂式受电弓其结构比较传统,呈菱形状。

但其保养成本较高,发生故障时易损坏接触网,现在已基本不再使用。

单臂式:单臂式受电弓为“之”字形结构。

其噪音低,发生故障时不易损坏接触网,现应用较为广泛。

垂直式:垂直式受电弓为“T”字形结构,其风阻较低,主要应用于高速铁路车辆。

石津式:石津式受电弓是1951年由日本冈山电气轨道的第六代社长石津龙辅发明。

1.2受电弓按受流方式和受流等级分类
目前在国内应用的主流制式,可分为如下六种(按电压等级和受流块面对的方向区分):
(1)1500V上部1500V下部
(2)750V上部750V下部
(3)1500V侧部750V侧部
第三轨按照集电靴和供电轨之间的位置关系,分为上取电,侧取电以及下取电。

国内的地铁采用第三轨下取电的较多,然后再供电轨外面罩上保护罩,相对来说危险系数比较低。

架空柔性:优点,弹性好、服贴、弓网关系好,可以支持高速运行,所以高速铁路基本都是架空柔性网。

缺点,结构复杂,容易断,目前高铁上大量使用。

架空刚性:优点,稳定性好不容易断,维护也简单一些。

缺点,弹性不好,运行时弓网关系不良,容易出现拉弧等问题,接触线磨损比较快,由于比较硬绝缘子故障也较多。

刚性网比较适应地铁的低速、大密度、稳定性高的要求,目前在地铁里是主流。

2受电弓系统组成
2.1受电弓性能
以单臂型气囊受电弓为例、介绍该受电弓特点、性能如下:
(1)单臂型气囊受电弓是车辆从架空接触网集取电流的装置,该受电弓可在地下隧道、地面、高架线路上运行。

其设计简洁,易于维修,在规定车速内有良好的空气动力学性能,从而保证了受电弓能在各种轨道状态下与接触网有良好的跟随性。

受电弓设计了ADD自动降弓保护功能,在滑板磨耗到限或弓头意外损坏时,能快速降弓,有效保护接触网的安全。

(2)该受电弓安装在车顶上,能适应风、沙、雨、雪、冰雹等气候条件。

(3)海拔高度:≤2500m。

(4)气象温度:-25~+40℃。

(5)受电弓设备能够防霉、防尘以及不受洗车清洁剂的影
响,采用铝合金材质、能经受虫蛀、能防止老鼠侵害。

2.2受电弓技术参数
(1)受电弓容量
额定电压:DC1500V。

网线电压变化范围:DC1000V~1800V。

额定电流:1500A。

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1-底架;2-绝缘子;3-受电弓控制系统;4-拉杆;5-下臂杆;6-软连线;7-液压阻尼器;8-平衡杆;9-上臂杆;10-调整钢丝;11-弓头;12-ADD 自动降弓系统;13-空气弹簧;14-钢丝绳。

图1
最大工作电流:2400A (14s )。

最大停车电流:400A 。

(2)车辆速度范围速度:≤120km/h 。

(3)受电弓位置
最低工作位置(不包括绝缘子):80mm 。

最高工作位置(包括绝缘子):2300mm 。

最大升弓高度(包括绝缘子):2880mm ±100mm 。

折叠高度(包括绝缘子):300mm0/+5mm 。

(4)接触压力
额定静态压力:100N ±10N 。

静态压力调整范围:70N ~140N 。

(5)受电弓张开、闭合时间
升弓时间(弓头离开止挡到最大工作高度):≤8s 。

降弓时间(最大工作高度到弓头落到止挡位置):≤8s 。

(6)受电弓尺寸
受电弓总长度:≈2430mm 。

受电弓总宽度:1550mm ±5mm 。

碳滑条工作部分长度:800mm ×60mm ×22mm 。

弓头宽度:350mm ±5mm 。

碳滑条数量:2根。

底脚安装尺寸:1100mm ±1mm ×950mm ±1mm 。

(7)受电弓工作气压
额定工作气压:0.45MPa 。

最小工作气压:0.35MPa 。

(8)受电弓重量:总重量(包含绝缘子)≈130kg ±5kg 。

(9)绝缘子:绝缘子高度:80mm 、绝缘子数量:4个。

(10)ADD 系统降弓速度:>1m/s 。

3单臂型气囊受电弓的部件描述
3.1底架组装
单臂型气囊受电弓的底架在设计时充分考虑到强度,可靠性。

该型号受电弓的底架具有强度高、重量轻等特点。

3.2下臂杆组装
单臂型气囊受电弓的下臂杆由无缝钢管通过机械加工后焊接而成。

3.3上臂杆组装受电弓上臂杆采用高强度的铝合金材料,受流性能强,重量轻。

3.4弓头组装弓头采用悬挂式,配置缓冲装置,使受电弓弓头具有良好的跟随性。

3.5拉杆组装
拉杆是由无缝管和重型自润滑的关节轴承组合而成。

3.6受电弓控制系统
控制系统主要由:控制箱体、过滤器、调压阀、节流阀和快排气阀等组成。

受电弓控制系统内的调压阀可以调节受电弓静态压力。

调压阀可在0.01~1.0MPa 的范围内对压力进行调节,受电弓控制系统被安装在受电弓底架上。

4单臂型气囊受电弓系统的工作原理
4.1电气系统
受电弓与接触网接触后,取得电能,将其传送至车辆电气设备。

接触网电流首先由碳滑板流入受电弓弓头,然后依次经过上臂杆、下臂杆,再流入底架,最后经过底架上的母线进入车辆电气系统。

4.2气路系统
4.2.1升弓操作
在升弓气压充足的情况下,操作升弓按扭,高压空气经车内电磁阀、受电弓控制箱进入受电弓空气弹簧气囊,推动钢丝绳带动下臂杆运动,推动上臂杆及弓头。

弓头在平衡杆的控制下,升至网线高度,完成升弓动作。

4.2.2降弓操作
操作降弓按扭,控制箱控制设备释放空气弹簧内的高压空气,受电弓在阻尼器的辅助作用下降落到底架上,完成降弓。

5新技术下对受电弓作用的影响。

目前,受电弓是所有城市轨道交通的重要系统,是城轨车辆的重要部件,为车辆牵引逆变器和高压设备提供动力来源。

但随着科学技术的发展,大容量,快速充电的电容或者大容量、快速充电的蓄电池出现,将改变城市轨道交通动力的提供方式,为城市轨道交通牵引提供电力或者为辅助供电提供电力的受电弓将从重要部件变为辅助部件。

并且受电弓滑块的消耗将减少。

要实现将受电弓从重要部件变为辅助部件需满足以下条件:(1)城市轨道交通运营区间短,一般在2~5km ,大容量蓄电池或电容能满足列车动力的需要。

(2)随着科技的发展,新材料的应用,一种如碳纤维材料应用于车体和转向架,它的强度、刚性比现有钢材好,重量大幅度降低。

且材料耐高温、耐腐蚀、使用时间能达到30年。

综合性能比钢材更好。

(3)科技的发展,蓄电池或电容所用新材料使其充电时间短,使用时间长,列车运营回库后所充电量能满足第二天运营需求。

(4)无刷直流电机广泛应用、不需要现有VVVF 、SIV 逆变器,为列车减轻重量的同时也为装载蓄电池提供所需空间。

(5)由于使用蓄电池为列车提供电力、全线网无需加装接触网,只在列车站台区间或长大区间安装接触网,在列车进站或出站时由受电弓为列车充电,作为列车动力的补充和防止意外情况时列车应急需要。

科技发展迅速、城市轨道交通从最初的烧煤、蒸汽、柴油,到现在的电力,今后将向蓄电池、大电容方向发展,无一不体现出科技对我们生活的影响,并且技术革新周期更短,受电弓对城市轨道交通列车的重要作用也将在不久的将来变成为次要作用,并且成为辅助部件。

收稿日期：2018-2-23
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