受电弓使用维护说明书.docx
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受电弓使用维护说明书
（受电弓滑板）
使用维护说明书
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（受控）
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技术中心
1功能及用途
受电弓是一种铰接式的机械构件，它通过绝缘子安装于电力机车车顶。
受电弓的集电头升起后与接触网导线接触，从接触网上集取电流，并将其通过车顶母线传送到车内供机车使用。
当司机在司机室中按下升弓按钮时，电磁阀得电，压缩空气进入气囊升弓装置时，将使气囊膨胀抬升，并带动作用于下臂杆的钢丝绳，钢丝绳拉拽下臂杆使受电弓升起，并使受电弓集电头与接触网保持接触状态。
当司机在司机室中按下降弓按钮时，电磁阀失电，切断供风，气囊升弓装置开始排气，受电弓靠自重下降，然后使弓头保持在两个橡胶止挡上。
此外当受电弓滑板磨耗到限或折断时，滑板内气腔漏气，ADD装置将动作，迅速降弓，实现自动保护功能。
受电弓在工作时，气囊升弓装置一直被供以压缩空气，由于弓头采用弓头悬挂装置，使弓头具有一定的自由度，接触网高度方面较小的差异通过弓头悬挂装置进行补偿，较大的差异，例如在桥梁和隧道，通过铰链系统进行补偿，因此受电弓可随接触网的不同高度而自由地变换其高度而保持接触压力基本恒定。
对于单臂受电弓，集电头被一个铰链系统垂向操纵，铰链系统形成一个四杆机构。
由于集电头的垂向运动，这个运动方向对接触压力没有影响，因此受电弓适合在两个方向进行安装使用。
带有滑板的集电头，将尽可能的位于转轴上方绕转轴进行自由摆动。
当气囊中的气压达到调压阀的设定值时，受电弓将逐渐升起，与接触网相接触的接触压力将被确定。
通过释放气囊中的压缩空气，依靠受电弓的自重进行降弓，通过绝缘软管提供压缩空气。
使用环境条件：
1）海拔不超过2500m。
2）最低环境温度为－40℃，最高环境温度为＋70℃。
3）温度保持40℃不变时，相对湿度为95％；温度从-25℃～＋30℃快速变化时，相对湿度为95％，最大绝对湿度为30g/m3。
4）暴露在机车外部的部分能承受雨、雪、风、沙的侵袭，并且具有防水、防风、防沙的能力。
5）受电弓的振动和冲击IEC-61373标准I类A级的相关要求。
图1受电弓总览图
2说明
2.1技术参数
额定工作电压30kV（AC）
电压波动范围19kV（AC）～31kV（AC）
额定工作电流1000A
额定运行速度200km/h
折叠高度（包括支持绝缘子）≤678mm
最小工作高度（从落弓位滑板面起）220mm
最大工作高度（从落弓位滑板面起）2250mm
最大升弓高度（从落弓位滑板面起）≥2400mm
受电弓集电头（弓头）长度195010mm
受电弓集电头（弓头）宽度3303mm
受电弓集电头（弓头）高度28510mm
滑板长度12501mm
受电弓集电头轮廓形状符合UIC608.4a的要求
静态接触压力70±10N
环境工作温度-40℃～+70℃
最小工作压力400kPa
最大工作压力1000kPa
额定工作压力（供风）550kPa
静态接触压力为70N时气囊压力约380～400kPa
降弓位置保持力≥150N
升弓时间6～10s
降弓时间≤6s
总重（不包括支持绝缘子）≤110kg
安装尺寸1100×800±1mm
电气区域≤301±10mm
电气间隙≥350mm
气路接口尺寸G1/4"
2.2结构及技术说明
1、底架；2、下臂杆；3、上框架；4、拉杆；5、气囊组装；6、平衡杆；7、弓头
8、阻尼器；9、气路及ADD；10、气阀板；11、绝缘子组装；12、绝缘软管
13、弓头电流连接组装；14、底架电流组装；15、肘接电流连接组装
图2受电弓及其部件
单臂受电弓包括以下主要部件：
1）底架（图2中序1）
图3底架
底架由方形钢管焊接而成，在连接处紧密密封焊接。
它包括下臂杆、拉杆、阻尼器的轴承支架，气囊的安装支撑架，支撑上框架和弓头的橡胶止挡。
为了将底架装于绝缘子之上，在底架上开有直径为24mm的通孔，便于M20螺纹的连接。
为了便于电气连接，提供了一个接线端，接线端上开有直径为14mm的通孔。
接线端由不锈钢制作而成。
2）绝缘子（图2中序11）
标称电压25kV
高度400mm
重量7.357kg
1、六角头螺栓；2、平垫圈；3、隔离装置；4、支持绝缘子
图4绝缘子
3）铰链机构
铰链系统包括下臂杆，上框架和拉杆，和底架一起构成一个四杆机构，在这种情况下，上框架的顶管的运动轨迹将成为一条近似垂直的直线。
a、下臂杆（图2中序2）
下臂杆由无缝钢管在连接处密封焊接而成。
它包括底架轴承管和肘接轴承管的主轴承。
轴承被密封且终生润滑。
底架轴承管上装有连接气囊和阻尼器的扇形板。
b、上框架（图2中序3）
上框架由几段铝管、顶管和下部的肘接横管焊接而成。
通过两个夹板将下横管和拉杆的上轴承连接起来。
自润滑轴承被压进长横管内部，作为弓头悬挂支撑的轴承。
由两个交叉的拉杆增加上框架横向刚度。
c、拉杆（图2中序4）
拉杆进行封闭，最终组成四杆机构，围成了方形链接。
通过调整螺母，拉杆的长度可以进行调节，以调整几何结构（补偿误差）。
这种调整要在制造工厂或者在铁路的主要修理工厂由被培训过的人进行。
4）导流线（图2中序13、14、15）
流过受电弓的电流，绕过滚动轴承和弓头悬挂装置的绝缘弹簧元件，通过高性能的导流线进行短接。
导流线由高性能铜线组成，两端配有压型的接头。
共有四条导流线短接下臂杆的轴承，两条导流线短接弓头。
接头材料为不锈钢、铜或铝，所有的螺栓带有平垫片，采用锁紧螺母连接。
在铝和铜表面之间，专门的垫片被提供以避免出现电腐蚀。
5）弓头（图2中序7）
图5弓头
滑板与弓角一起形成一个框架结构。
这种设计保证弓头结构精巧，部件尽可能少，易维护。
在铁路系统，对于不同的接触网，可以安装不同轮廓尺寸的弓头。
a、碳滑板
每条接触滑板都是由一个导电的石墨磨损件和铝托架组成。
这两个部件由粘贴工艺连接在一起。
b、弓头悬挂装置
弓头悬挂支撑由两个橡胶扭矩元件和两个V型链接器构成。
链接器被装在扭矩条的末端，扭矩条将橡胶元件和链接器连接在一起。
橡胶弹簧元件上方的正方形被安装在弓角的横梁上，扭矩条被支撑在上框架的长横管的免维护轴承上，这种结构允许弓头尽可能的上框架的顶管周围，垂直方向和水平方向自由运动。
在侧向受载（接触网晃动，摇摆，过线岔）的情况下，通过扭矩条可以使弓头近似保持水平。
通过滑板的反应频率可以计算出刚度来。
在工作期间，对于受迫频率，悬挂弹簧表现出一个增加的刚度和低的惯性阻尼。
橡胶弹簧元件是免维护的，它的各向弹性允许进行误差补偿，并且吸收侧向振动。
为了严格保证弓头在上框架的顶管之上的高度（在第一次安装或者等同于橡胶弹簧元件处于降落状态下），弓头悬挂装置可以被调整。
c、弓角
弓头两端向下倾斜的弓角可以阻止受电弓发生钻弓现象。
在正常环境下，接触网在受电弓的滑板范围之内运动。
在过线岔时，弓角将起作用。
6）平衡杆（图2中序6）
在使用中，弓头框架自由运动，通过接触网，弓头被保持在正确位置。
在升降弓时，平衡杆阻止弓头的四处倾斜。
平衡杆由连接在顶管上止挡杆组成，由连接在下臂杆上的平衡杆导杆控制以保持弓头大致的水平位置。
7）升弓气囊装置（图2中序5）
在受电弓上，所需的升弓扭矩和接触压力由两个充满压缩空气的气囊通过钢丝绳和安装在下臂杆上的扇形板来产生。
所需的气体压力将由一个误差为±0.001bar的高精度调压阀来控制。
要求的接触压力通过调整气压可以方便的调整。
8）阻尼器（图2中序8）
为了阻止不希望的受电弓的运动，以及来自接触网的激励，例如其他列车上受电弓的干扰，在受电弓的底架和下臂杆之间将安装一个阻尼器。
9）自动降弓装置（图2中序9）
为了保护接触网线和受电弓滑板到了最小磨耗极限后继续过度的磨耗，受电弓配备了气路监测系统。
为了这个目的使用了特殊的碳滑板。
气管通过下臂杆和上框架的连接从滑板连接到阀组（快排阀），它安装在底架上。
10）阀板
所有必须的阀，节流阀，带有空气过滤器的水雾分离器和压力开关都组装在电力机车内部的阀板上。
气囊到滑板的连接是由气管连接，可以保证提供压缩气体是干而且纯净的，保证能良好的运用（参见图6）。
2.3工作原理
受电弓的升弓和降弓由气囊装置进行控制，气囊装置由气路控制，而气路又由一电磁阀操纵。
该控制气路保证：
受电弓无振动而有规律地升起，直至最大工作高度，从受电弓弓头开始上升算起，在6～10秒内无异常冲击地抵达接触网线上；
由任意高度，包括工作区内间的快速降弓；
不可能使受电弓遭受到任何损坏的完全降弓；
1）弓头上升一升弓
升弓运动通过进入气囊的压缩空气的量的多少进行控制。
电磁阀得电，压缩空气通过气路装置和快速降弓阀进入气囊，气囊受到压缩空气的作用膨胀抬升，使得蝴蝶座通过钢丝绳拉拽下臂杆，这样，受电弓在钢丝绳的作用下，将随着气囊膨胀的大小而先快后慢地升弓。
2）弓头的下降一降弓
受电弓的下降通过受电弓的气囊升弓装置释放压缩空气来进行控制。
电磁阀失电，阀腔通大气，快速降弓阀中的快排阀口打开，气囊升弓装置内的压缩空气通过快排阀迅速排出，气囊收缩，受电弓靠自重迅速地降弓，整个降弓过程先快后慢。
3安全说明
严重警告
受电弓连接着接触网和机车的电气设备。
因此，在正常操作时，受电弓工作在25KV的电压下。
在与受电弓或车顶设备其他活动部分相接触的情况下，将会引起致命的伤害。
在对受电弓或其他车顶设备进行任何工作之前，必须确保机车没有在有电接触网之下。
如有可能，应在没有接触网的情况下进行维护和修理。
如不可能，必须按照铁路公司的规程首先进行车头前后的电气间隙和接地情况的检查。
仅仅合格的并且被受命的人员才允许对受电弓进行处理工作。
这个人员必须具有深刻的安全知识和处理程序。
表1与安全有关的拧紧转矩
位置
螺纹公称尺寸
拧紧转矩
扳手尺寸
备注
底架
弓头支撑弹簧
M6
M10
M16
M16
8,5
40
120
150
10
17
24
24
下臂杆
M10
M20
40
250
17
30
上框架
M6
M8
M10
M20
8,5
20
40
250
10
13
17
30
拉杆
M16
M20
120
180
24
30
气囊升弓装置
M6
M8
M10
8,5
20
40
10
13
17
平衡杆
M8
M10
M12
20
40
50
13
17
19
弓头
M4
M5
M8
M10
3
5
20
40
7
8
13
17
阻尼器
M10
M12
40
50
17
19
气路及ADD
M5
M8
M10
5
20
40
8
13
17
阀板
M4
M8
3
20
7
13
支持绝缘子
M12
M20
50
250
19
30
导流线
M8
M10
20
40
13
17
4使用操作
通过把在司机室的受电弓控制开关打到UP位（升弓位），来实现受电弓的升弓。
在这种情况下，受电弓电磁阀VE（机车气动系统的一部分）得电动作，压缩空气进入阀板，压缩气体流经阀板（机车内），通过气管和绝缘软管（连接电力机车输出接口和受电弓接口）进入受电弓。
当气囊中的气压达到调压阀R的设定值时，受电弓将逐渐升起，与接触网相接触的接触压力Fk将被确定。
通过旋转调压阀上R的旋钮，进行接触压力的调节：
顺时针旋转增大接触压力，反时针旋转减小接触压力。
通过调节单向节流阀DRH，调节升弓速度，顺时针减小升弓时间，逆时针增大升弓时间。
在正常情况下，气囊气压下降，受电弓降弓。
当受电弓控制按钮打到DOWN位（降弓位），受电弓实现降弓。
当气压减小时，通过自重受电弓被迫降弓落到降弓位。
通过调节单向节流阀DRS可以调节降弓速度，顺时针减小降弓时间，逆时针增大降弓时间。
如果气路或电路控制系统失效，受电弓将自动降弓。
如果滑板有任何损坏（破损或过度磨损）造成压缩气体泄露，气囊将通过快排阀排气从而实现受电弓的自动降弓。
一个带有电气端子的压力开关C（位于车内的阀板控制系统上）通过第二条绝缘软管与压气路系统相连接。
如果在ADD装置中出现压力下降（即正常降弓和滑板损坏漏气），压力开关C会关闭主电力机车开关（主断路器）。
这就避免了在带电情况下由于受电弓的快速降弓产生的拉弧对牵引线的破坏。
同时，通过螺旋管阀（给个信号使受电弓开关处于“down”位置）切断压缩气体对损坏的受电弓供风。
通过电信号关闭压缩气体对损坏受电弓的供风，使司机室内不能再升起损坏的受电弓，未损坏的受电弓在任何情况下都可以使用。
为了防止受电弓降落时砸坏底架上的其他部件，在阻尼器内部有一个缓冲装置，在阻尼器最后的30mm运动范围内阻尼会明显增加。
这个缓冲装置不能被调整。
当受电弓升起与接触网相接触时，通过滑板获取电流，由受电弓框架将电流传到底架，通过短接编织线来短接轴承和橡胶弹簧。
最后由底架上的接线端将电流引入车顶装置。
图6控制阀板气路图
表2操作及操作控制步骤
序号
部件名称
操作或控制方法
结果/指示说明
引用代号
1
阀板
设置精密调压阀R--约3.8～4.0bar
压力表M显示约3.8～4.0bar气压值
第4章（图6）
2
阀板
调整单向节流阀DRH
秒表显示：
6～10秒
第4章（图6）
3
阀板
调整单向节流阀DRS
秒表显示：
≤6秒
第4章（图6）
4
受电弓控制开关
把受电弓控制开关打到UP位（升弓位）
受电弓升起
第4章
5
受电弓控制开关
把受电弓控制开关打到DOWN位（降弓位）
受电弓降下
第4章
5安装和调试
5.1安装
安全说明
严重警告
必须采用坠落保护安全装置（如安全带）。
当然，最好采用可移动平台。
严重警告
列车必须与受电弓线路隔离，参见维护手册，切除列车电源
严重警告
必须切断列车的辅助电源，详细情况参见维护手册，切断列车电源。
严重警告
列车必须处于断电状态，参见维护手册，切断列车电源。
严重警告
在进行车顶作业前，架空线必须切断电源并接地，必须防止XX接通架空线！
此外，必须遵守当地相关规定。
5.1.1准备工作
1）用制动匝瓦将列车固定，防止以外移动。
2）按照维护手册切断列车电源所述，切断列车与受电弓线路的连接。
3）按照维护手册切断列车电源所述，切断辅助电源。
4）按照维护手册切断列车电源所述，将列车断电。
5）断电并隔离架空线。
遵守当地法规。
6）将一个可移动平台[H001]放在机车受电弓安装位置的侧面。
5.1.2安装程序
参见图4
1）把三个绝缘子装在车顶上
2）将受电弓用一个合适的吊装设备[H002]升至其位于车顶的安装位置（参见图7）。
注意
防止损坏绝缘子。
3）把三个隔离装置放在绝缘子上，其孔必须对齐绝缘子的螺纹孔。
4）降下受电弓，放到绝缘子上。
5）装上新的六角螺栓及配套的垫圈。
6）将六角螺栓紧固至250–10Nm。
7）将阀板（参见图6）装在车内，参见图8。
8）把绝缘软管（图9）安装到受电弓的进气口和车顶输出口上。
螺纹要涂螺纹密封剂[S004]。
保持接口和软管连接头的清洁。
图中1、2、3指软绳悬挂点，悬挂方式参见第一张图片
悬挂装置为一带吊环的长约6米软绳
图7吊装受电弓
图8阀板车内安装
图中1和2为绝缘软管接口（受电弓侧）
图9绝缘软管
5.2调试
5.2.1调试前检查
1）检查受电弓有无漆面损伤、部件变形、部件丢失和连接松动，针对以下部件进行检查
－整个受电弓
－滑板
－导流线
2）检查接地部件到受电弓的任何部位的间隙大于350mm。
3）检查所有的紧固螺栓和连接部件以及电气连接是否都被拧紧至规定的扭矩并按要求锁闭。
4）检查等电位连接是否正确。
5.2.2调试
表3调试步骤
序号
部件名称
步骤及方法
结果/指示说明
引用代号
1
受电弓
工作范围内的自由移动
当受电弓在工作条件（产生了压缩气体）下时，检查整个工作范围上的自由移动。
一定不能有任何不正常的声音。
2
受电弓
气密性试验
关闭ADD装置的截止阀使ADD失效，隔离阀板，与阀板连接的两个风管，一个与风源连接，一个与试验用储气缸连接（参见图10），然后充以约3.8～4.0bar的气压，充一段时间后，关闭风源，在整个气路接头处涂抹肥皂水，如有泄露，拧紧或更换相关气动元件。
经过10分钟后，气路压力下降不得超过起始气压的5％。
3
受电弓
阀板
检查接触压力
接触力应设定为静止状态下平均值为70N。
调整接触压力的方法是：
先通过弹簧秤以0.05m/s的速度匀速朝下运动，然后以相同速度向上运动（参见图11）。
设置精密调压阀R约3.8～4.0bar
压力表M显示约3.8～4.0bar气压值
接触压力约为70N
第4章（图6）
弹簧秤[M002]
4
阀板
检查升弓时间
调整单向节流阀DRH阀
秒表[M003]显示：
6～10秒
第4章（图6）
5
阀板
检查降弓时间
调整单向节流阀DRS
秒表[M003]显示：
≤6秒
第4章（图6）
图10气密性试验用储风缸
图11接触压力调整
5.2.3退出调试
1）移去可移动平台[H001].
2）给接触网供电。
遵守当地规定。
3）按照维护手册切断列车电源所述，接通列车与受电弓线的连接。
4）移除制动闸瓦。
6维修
6.1维修等级
表4维修等级
维修等级
说明
运行里程数
间隔期
VI
目检
10.000km
2周
I1
检查1级
100.000km
6个月
I2
检查2级
200.000km
1年
I3
检查3级
400.000km
2年
R1
修正1级
800.000km－1.200.000km
4–6年
R2
修正2级
1.600.000km－2.400.000km
8–12年
R3
修正3级
3.200.000km－3.600.000km
16–18年
UM
计划外维修
6.2维修计划
表5维修计划
序号
部件
维修内容
维修等级
1
滑板
检查滑板
VI
2
弓头、气囊、导流线、橡胶弹簧元件、升弓钢丝绳、绝缘子、密封圈和固定螺栓
检查弓头，导流线和气体装置的保护气囊。
检查受电弓的运行（升弓和降弓）和弓头的运动（运动自由，没有明显的摩擦）。
采用新滑板时检查静态接触压力。
检查弹簧元件，润滑升弓钢丝绳。
更换紧固螺栓，紧固气动元件并更换新密封圈
I1
3
受电弓
一般检查
检查横向变形，轴承，拆解受电弓。
更换损坏的部件：
如有必要，清洁和润滑轴承，更新升弓钢丝绳，检查和更换气囊，检查橡胶弹簧元件。
R1
6.3维护工作
安全说明
严重警告
必须采用坠落保护安全装置（如安全带）。
当然，最好采用可移动平台。
严重警告
列车必须与受电弓线路隔离，参见维护手册，切除列车电源。
严重警告
必须切断列车的辅助电源，详细情况参见维护手册，切断列车电源。
严重警告
列车必须处于断电状态，参见维护手册，切断列车电源。
严重警告
在进行车顶作业前，架空线必须切断电源并接地，必须防止XX接通架空线！
此外，必须遵守当地相关规定。
严重警告
当受电弓处于最低点使，且勿在集电头处手动升起受电弓。
表6维护
维修等级：
VI
序号
部件
检查
引用代号
1
滑板
检查接触滑板，更新磨耗的部件
维修等级：
I1
序号
部件
检查
引用代号
1
弓头、气囊、导流线、绝缘子、橡胶弹簧元件和升弓钢丝绳等
检查这些部件，更新磨耗的部件
6.4修正工作
表7修正
维修等级：
R1
序号
部件
修理
引用代号
1
受电弓
一般检查：
检查横向变形，轴承，拆解受电弓。
更换损坏的部件：
如有必要，清洁[R001]和润滑[S001]轴承，更新升弓钢丝绳，检查和更换气囊，检查橡胶弹簧元件，检查滑板、导流线、支持绝缘子、弓头等。
试验台[M001]
7故障处理、更换原则与维修
7.1故障处理
表8故障分析与处理
序号
故障现象/信息
直接原因
处理方法/测量/测试
引用代号
1
碳滑板过度磨损
均匀磨损显示运行正常
检查滑板并更换
7.3
2
接触电网的弓头放电
滑板上的槽，由于电网上的故障
更换滑板
7.3
低气压，接触力太低
检查更换有故障的气动部件
7.3
弓头被阻挡或变形
检查弓头是否自由动作，如果需要，进行修理或更换。
7.3
新的电网
按照其磨损进行解决
3
无法升弓
控制电路故障
检查线路，如果需要，进行修理
7.3
空气管路故障
检查管路是否漏气或检查插头，如果需要，进行修理
7.3
``````
检查管路压力和风源压力，更换有故障的气动部件
7.3
轴承故障
检查轴承，如果需要，加润滑油，或更换受电弓轴承
7.3
4
无法降弓
控制电路故障
检查线路，如果需要，进行修理
气囊故障
检查气囊，如果有缺陷就更换
7.3
7.2拆卸
表9拆卸
序号
部件
方法
交叉引用
1
把绝缘软管从进气口上拆下
松开连接螺母
拆下绝缘软管
2
拆下车顶导流杆
松开连接螺母和螺杆
拆下车顶导流母线
3
从绝缘子上拆下受电弓
用起重滑车支承受电弓的重量;
移去3个具有弹簧垫圈M20安装螺钉
小心地从车顶升起受电弓。
7.3更换原则
表10部件更换
序号
部件
方法
交叉引用
1
更换滑板
安装滑板
装入垫圈和螺母
紧固连接螺母
2
更换弓头
安装部件
紧固部件的连接螺母和螺栓
调节平衡杆长度使滑板下的导杆托架在1.5m处保持水平
试验台[M001]
3
更换气囊和升弓钢丝绳
安装部件
紧固部件的连接螺母和螺栓
4
更换导流线及其固定螺栓
安装部件
紧固部件的连接螺母和螺栓
5
更换橡胶弹簧元件
安装部件
紧固部件的连接螺母和螺栓
6
更换轴承和密封圈
装入轴承
装入密封圈和衬套
紧固连接螺母和螺栓
7
更换绝缘子
安装部件
紧固部件的连接螺母和螺栓
8
气路
检查气路（参见5.2.2），如有泄露，更换损坏的气动元件。
7.4拆解
表11拆解
序号
部件
方法
交叉引用
1
拆下有故障的滑板
松开连接螺母
拆下绝缘软管
2
拆下有故障弓头、气囊、导流线、橡胶弹簧元件、绝
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