受电弓升降弓故障分析及改进措施

受电弓作为地铁列车高压供电系统的重要组成部分,通过接触网取电给地铁列车主牵引和高压设备供电。本文通过介绍受电弓升降弓的工作原理,对受电弓在工作时出现的升降弓故障进行分析和判断,以期通过改进设计、优化受电弓的结构,减少受电弓在运行过程中发生故障的概率,改善地铁列车运营的安全性能。     

地铁受电弓碳滑板异常磨耗研究

为使碳滑板的磨耗及厚度处于正常范围，需要分析弓网接触压力、碳滑板材质、受电弓弓头结构和接触网拉出值对碳滑板异常磨耗的影响。受限于弓网系统自身的动态相互作用，弓网系统的设计与维护较为复杂。当碳滑板异常磨耗发生后，地铁运营公司需要投入人、财、物进行维保。由于济南轨道交通2号线运营周期较短，受电弓碳滑板异常磨耗事件暂未发生，为了给受电弓碳滑板异常磨耗的预防和维保提供技术支持，使其磨耗率控制在1.3×10^-4mm/km之内，基于国内各大城市地铁碳滑板异常磨耗事件统计数据，以重庆地铁6号线弓网拉弧事件作为案例借鉴，围绕碳滑板异常磨耗的影响因素展开理论研究。     

基于应变响应反演技术的弓网动态接触力监测方法及应用研究

实时监测接触网-受电弓的动态接触力对于弓网取流质量的评估至关重要。提出了一种基于应变响应反演弓网动态接触力大小和受力位置的监测方法,详细阐述了该方法的测量原理和传感器安装方法以及关键参数的标定实验。基于该方法的弓网动态接触力监测系统成功应用于某地铁刚性架空接触网测试项目中,对地铁在60 km/h和80 km/h运行状态下受电弓弓网动态接触力大小及位置进行实时监测和分析。结果表明,基于应变响应反演技术的动态接触力测量方法具有测量精度高、数据一致性好、传感器安装灵活的优点,不仅可以准确地还原弓网动态接触力,而且可以定位受电弓碳滑板上的弓网接触位置,能够有效的评估弓网耦合系统的性能质量。     

受电弓状态未知问题的分析及改造建议

受电弓是地铁车辆从接触网上受流的装置,通过碳滑板与接触网导线的直接接触,从接触网导线上受取电源,为车辆提供牵引、空调、照明、控制等,因此,受电弓的状态直接影响列车的安全、可靠运行。通过对受电弓状态的实时监控,可及时、准确地发现受电弓出现问题的区域,了解弓网异常或受损情况。本文以南京S7号线高压电器箱内高速断路器HSCB断开后导致受电弓状态未知的问题为例,展开详细分析,并提出了改造建议。     

轨道交通关键零部件故障动态响应规律研究

本文以轨道交通车辆关键零部件故障动态响应规律为研究对象,针对我国地铁列车轮对、轴箱轴承、受电弓等关键零部件的服役故障模式,总结轮对、轴箱轴承、弓网系统等关键零部件的故障响应研究方法,进一步总结各零部件特定故障状态下的动态响应规律,为实现地铁车辆轮对、轴箱轴承、弓网系统的早期故障诊断与识别提供参考。     

地铁车辆受电弓故障分析

以南京地铁2号线车辆为例,针对车辆受电弓常见的上框架出现裂纹和碳滑板出现异常磨耗的问题进行分析。得出导致上框架出现裂纹的原因主要是焊接质量问题和网线的异常冲击问题,碳滑板出现异常磨耗的原因是由于受电弓碳滑板与接触网之间受流工况的不同,导致碳滑板在使用中会出现断裂、剥离、掉块、裂纹、灼烧、偏摩等异常问题。提出了针对受电弓上框架出现裂纹和碳滑板异常磨耗问题的故障处理以及预防和整改措施。     

地铁列车短臂受电弓研究

统计了地铁列车通用受电弓在柔性和刚性接触网下运行的故障情况,通过对比通用受电弓与短臂受电弓的工作特性以及在运行状态下的受力情况,理论上说明短臂受电弓有利于降低故障率,改善弓网关系,降低运营成本。     

高速铁路弓网动态图像检测技术研究综述

针对高速铁路弓网系统快速发展的需要,概述了弓网检测技术的发展,分析了基于实时图像检测技术的列车接触网几何参数检测、接触网悬挂状态检测监测和受电弓滑板监测。最后,提出了高速铁路弓网检测技术的发展方向。     

摆式列车受电弓主动控制仿真

建立摆式列车多刚体系统动力学模型、受电弓非线性动力学模型和接触网有限元动力学模型.将受电弓基座通过滚轮安装在车顶的导轨上,使用伺服电动机驱动受电弓框架在导轨上横向运动,实现受电弓横向主动控制.当列车在直线轨道上运行时,利用受电弓的横向主动控制,根据导轨形状约束使受电弓框架同时垂向移动,从而减小弓网接触压力波动.在曲线轨道上,受电弓需要相对车体反向倾摆,使弓网接触点在弓头上的横向位置满足受电弓工作范围要求.并且使受电弓框架垂向位移和侧滚角度足够小,弓网接触压力达到车辆正常曲线通过时的水平.设计两种受电弓导轨外形.采用数值仿真方法,比较分析两种导轨下的控制效果和弓网振动.计算结果表明,直线轨道上和曲线轨道上的受电弓横向主动控制效果明显,能有效提高弓网接触压力最小值,减少离线发生次数,同时不会改变弓网接触压力的平均值.     

滑板倾斜对碳滑板/纯铜接触线高速滑动摩擦磨损性能的影响

使用环-块式高速摩擦磨损试验机,试验研究在交流电场中滑板倾斜对电弧放电以及碳滑板/纯铜接触线高速滑动摩擦磨损性能的影响。结果表明,电流为100 A时,碳滑板材料的磨损量随着接触压力和滑板倾斜角度的增大而逐渐减小,试验盘每转平均放电能量也随着接触压力和滑板倾斜角度的增大而逐渐减小,碳滑板磨损率随着电弧能量的增大而增大;当滑板有倾斜角时,在弓网电滑动摩擦过程中会出现受电弓与接触线分离的状态,且滑板倾角越大,分离的时间就越长,这种现象影响列车受流质量和运行平稳性。因此实际弓网系统中要避免滑板倾斜角过大,滑板倾角应小于2°。     

CRH380BL高速动车组受电弓自动降弓系统

通过分析受电弓升弓过程和列车速度变化时气囊压力的调节过程，介绍受电弓电气、气动控制原理及自动降弓系统的工作原理，并概括受电弓发生自动降弓的各种情况。     

浅谈产生接触网弓网故障的原因和防范措施

对弓网故障进行了定义,并对其表现出来的形式,进行了大致的分类。根据弓网故障表现形式,又对弓网故障产生的原因,从供电部门、机务部门、工务部门和其他方面进行了分析,并提出了一些整治弓网故障措施和预防弓网故障的对策。其对减少电气化铁路弓网故障的发生和确保列车正常运行有着一定的指导意义     

环境湿度对浸金属碳滑板磨损及温升的影响

为探究环境湿度对弓网摩擦副载流滑动过程中电弧放电能量、浸金属碳滑板温升及滑板磨损量的影响,采用环-块式高速载流摩擦磨损试验台,对比不同湿度条件下,电弧能量、滑板温升及滑板磨损量随滑动速度、电流强度、法向力的变化情况。试验结果表明：不同环境湿度下,滑动速度和电流强度的增大均会导致电弧能量及滑板温升急剧增大;电弧热是导致温升的主要热源;增大法向力对于抑制电弧放电、降低滑板温升均有显著效果,而对于滑板磨损量变化的影响,不同湿度情况则截然相反;高湿度环境下接触副附着的水膜改善了接触状况和散热情况,电弧能量及滑板温升都小于低湿度环境;低湿度环境下滑板表面受到更严重的机械摩擦,其表面状态相比高湿度更差;在平均湿度较高的夏季适当增加升弓压力,在平均湿度较低的冬季适当降低列车行驶速度可以减少浸金属碳滑板磨损。     

基于三维测量的受电弓弓头检测系统研究

基于结构光三维测量,设计了列车受电弓弓头故障检测系统.介绍了系统工作原理与采集流程,结合系统应用环境特殊性,给出关键部件的选型.提出基于点云数据的受电弓滑板磨耗检测算法以及中心线偏移、弓头姿态、羊角变形检测算法.进行仿真实验验证了算法精度.     

高速受电弓浸金属碳滑板载流摩擦磨损机制研究*

高速受电弓滑板面临高滑动速度、高电压、大电流等极限运行环境,运行环境的复杂性势必对滑板的使用寿命造成影响。为研究高速受电弓浸金属碳滑板载流摩擦磨损机制,通过对某高速列车受电弓浸金属碳滑板进行实车跟踪监测分析,得出高速受电弓滑板的真实工作条件,并通过扫面电子显微镜、电子探针、白光干涉仪对高速运行磨损后的浸金属滑板表面进行微观形貌分析、表面元素分布分析、表面粗糙度分析。结果显示：浸金属碳滑板的主要磨损机制为黏着磨损;浸金属碳滑板中间异常光亮的区域主要是由大量碳元素排列组成,且可能是由于滑板在进出站以及车辆段滑动时接触网未设置拉出,造成滑板中间磨耗较其他区域明显异常。磨耗后滑板表面成分分析可以得出,滑板表面氧元素原子占比较高,说明滑板表面发生了一定的氧化还原反应。     

基于弓网接触力优化的主动控制式受电弓研究及设计

为改善高速动车组用受电弓弓网受流质量,提出并设计了一种基于弓网接触力优化的主动控制式气囊受电弓,该受电弓通过在线调节气囊气压,提高了弓网受流稳定性。     

某高速受电弓上框架长期服役后模态特性研究

高速列车在运行过程中速度、加速度的变化以及其他的一些诱因,会使受电弓在服役过程中产生共振,可能导致受流质量的降低和弓网离线等严重问题。对受电弓进行模态试验,获得其固有频率和模态振型,对受电弓的安装以及后续的优化设计有着重要的指导作用。针对某型高速受电弓,通过DHDAS软件平台,分别对长期服役后有、无裂纹的两个受电弓上框架进行模态试验,获得其固有频率和模态振型,试验结果表明：裂纹的产生对上框架的振动特性有一定的影响。     

基于气动系统的受电弓主动控制试验装置的研究

为改善弓网动态特性,使受电弓对于接触网具有良好的跟随性,减少离线和拉弧,保证弓网受流质量,该文提出了一种基于气动系统的旨在实现弓网良好接触的控制方案.以受电弓抬升气压为控制目标的思路下,设计开发了以气动系统为主动执行器的主动控制系统,并以最新的国产试验性高速列车受电弓V500为对象进行了试验.试验结果表明引用气动系统主动控制技术后,弓头和接触线的接触压力达到设计要求,且具有良好的跟随性,基本达到试验要求.     

全自动无人驾驶列车受电弓控制电路设计

为了解决全自动列车无司机进行升降弓控制操作问题,基于城市轨道交通全自动无人驾驶地铁列车特点,提出了适用于网络系统正常、网络系统故障以及总风气压过低时通过辅助压缩机应急升弓3种不同工况下的气动受电弓全自动控制电路设计,并对受电弓自动控制自检流程进行了详细地论述.该电路从根本上实现了受电弓全自动升降弓控制,而且该控制方案采用冗余的列车网络系统控制代替传统的硬线控制,大大地节省了成本,提高了系统的可靠性,为全自动无人驾驶地铁列车受电弓控制提供设计参考.     

高速刚性弓网系统受电弓结构参数优化研究

通过弓网耦合系统动力学仿真和正交实验设计方法,研究了DSA250型受电弓六个结构参数变化对速度为160km/h的高速刚性地铁弓网系统动态受流性能的影响,选出了能改善受流性能的最优结构参数组合,并对各参数对受流性能的影响程度进行了排序。结果表明,选出的优组合参数能明显提高弓网系统的动态受流质量;六个结构参数中,受电弓弓头质量对弓网动态受流性能的影响最大,而上框架质量对受流性能的影响最小。