SS4改与SS7E型电力机车受电弓的特性比较 - 图文

SS4改与SS7E型电力机车受电弓的特性比较

本文主要阐述SS4改与SS7E型电力机车受电弓的特性比较。高速列车如按列车动力轮对分布和驱动设备的设置来分类，可分为动力集中型和动力分散型，如按列车的转向架布置、车辆联结方式来分类，可分为独立转向架式和铰接转向架式，各种类型的高速列车各有其优、缺点，但总体上均取得成功。随着高速列车速度提高到300km/h以上，动力集中与动力分散两种类型正在相互靠拢，界线逐渐模糊，动力分散式相对集中，动力集中式将动轴扩展，粘着利用更加充分而性能价格比提高，正向着综合型式发展。

为了取得良好的受流效果，高速列车在低速一元弓和二元弓基础上，发展为目前的三元弓，即在二元弓基础上进一步将弓头分为滑板和滑板座，其间设置了支撑弹簧，使受电弓成为三质点。这些受电弓包括德国在ICE3型高速列车上使用的DSA-350SEK型，法国TGV-A型高速列车上使用的GPU型，以及在AGV高速列车上将使用CX型。

关键词：电力机车；受电弓技术；特性

- I -

目 录

摘 要 .................................................................................................. 错误！未定义书签。 目 录 ................................................................................................................................... II 引 言 .................................................................................................................................... 1 1 单臂受电弓 .......................................................................................................................... 2

1.1 DSA200型单臂受电弓结构 .................................................................................... 2

1.1.1 底架 ................................................................................................................ 2 1.1.2 下臂 ................................................................................................................ 3 1.1.3 上臂 ................................................................................................................ 3 1.1.4 弓头 ................................................................................................................ 3 1.1.5 升弓装置及控制机构 .................................................................................... 3 1.1.6 缓冲器 ............................................................................................................ 4 1.1.7 自动降弓装置 ................................................................................................ 4 1.1.8 受电弓管路 .................................................................................................... 5 1.2 主要参数 ................................................................................................................... 6 1.3 受电弓试验与调整 ................................................................................................... 8

1.3.1 受电弓调整试验应在受电弓安装后进行 .................................................... 8 1.3.2 静态压力特性调整 ........................................................................................ 9 1.3.3 升降弓时间调整 .......................................................................................... 10 1.4 自动降弓装置ADD的调试 .................................................................................. 10 1.5 维护 ......................................................................................................................... 10 2 弓网故障快速自动降弓装置 ............................................................................................ 12

2.1 弓网故障快速自动降弓装置的功能及特点 ......................................................... 12

2.1.1 “自动降弓装置”的主要功能 .................................................................. 12 2.1.2 “自动降弓装置”的特点 .......................................................................... 12 2.2 工作原理 ................................................................................................................. 12

2.2.1 关闭“自动降弓装置” .............................................................................. 12 2.2.2 开启“自动降弓装置” .............................................................................. 13 2.2.3 自动降弓过程 .............................................................................................. 13 2.3 试验方法 ................................................................................................................. 13

2.3.1 关闭“自动降弓装置” .............................................................................. 13

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2.3.2 开启“自动降弓装置” .............................................................................. 13 2.3.3 模拟“自动降弓”试验 .............................................................................. 13 2.4 主要技术参数 ......................................................................................................... 14 2.5 日常维护 ................................................................................................................. 14 2.6 常见故障及处理 ..................................................................................................... 14 3 受电弓技术 ........................................................................................................................ 15

3.1 高速列车受电弓的发展 ......................................................................................... 15

3.1.1 受电弓主要技术特性 .................................................................................. 15 3.1.2 弓—网关系进一步优化 ................................................................................ 15 3.2 受电弓是电力机车从接触网受取电能的电气设备 ............................................. 16

3.2.1 构造 .............................................................................................................. 16 3.2.2 动作原理 ...................................................................................................... 16 3.2.3 受流质量 ...................................................................................................... 16 3.2.4 SS4改型电力机车LV-2600IIB型受电弓参数 ........................................ 17 3.2.5 SS7E型电力机车LV-2600III型受电弓参数 .......................................... 19

4 集体运输技术 .................................................................................................................... 22

4.1 受电弓和碳滑板 ..................................................................................................... 22 4.2 接地回流装置 ......................................................................................................... 22 4.3 用于牵引场合的碳刷及刷架 ................................................................................. 23 4.4 SCHUNK测量系统 ............................................................................................... 24 结 论 .................................................................................................................................. 25 致 谢 .................................................................................................................................. 26 参考文献 .................................................................................................................................. 27

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引 言

高速铁路正在全世界如火如萘地发展，2002年底统计世界新建高速铁路已达5435km，2004年4月1日韩国首条高速铁路开通，速度达300km/h，2005年中国台湾省首条高速铁路也将开通，到2007年全世界新建高速铁路还要增加3267km。

高速列车是高速铁路的技术核心，是机车车辆现代化的具体载体。如果说高速铁路是现代高新技术的综合集成，则高速列车是机械、电子、材料、计算机、控制等现代技术综合集成的集中体现。根据国务院批准执行的“中长期铁路网规划”要求，2020年前我国将修建四纵四横客运专线及三个城际快速客运系统共计达12000km以上，为此研究开发并攻克高速列车的关键技术，推进我国机车车辆现代化已成为当前摆在铁路科技工作者面前的紧迫任务。

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1 单臂受电弓

DSA200型单臂受电弓

受电弓是机车从接触网获得电能的部件，在机车车顶两端各装一台，机车运行时压缩空气通过车内各阀进入受电弓升弓装置气囊，升起受电弓，使受电弓滑板与接触网接触。反之，排出升弓装置气囊内压缩空气，使受电弓落下，受电弓外形见图9—1示。

图1—1 DSA200型单臂受电弓

1缓冲器 2底架 3升弓装置 4弓装配 5下臂 6上导杆 7滑板 8弓头 9上臂 10下导杆

1.1 DSA200型单臂受电弓结构

受电弓由底架、升弓装置、下臂、上臂、弓头、滑板及空气管路等组成。 1.1.1 底架

底架采用钢板焊接结构，在框架上焊有升弓装置、下臂、下导杆、减震绝缘瓷瓶、管路等支座。见图1—2

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图1—2 底架

1.1.2 下臂

下臂管上、下端焊接轴套(连接器)，轴套上焊有联线板、缓冲器支架，并在下轴套上有“线导向”下轴套通过轴承、轴与底架相连。 1.1.3 上臂

在上臂框架内装有涨紧绳,框架下焊有下导杆支架及联线板。弓头与通过框架上管的轴、止动器、控制杆、左右支架连接。上臂下端通过连接器、连接板与下臂相连。上臂下端与上导杆相连，上导杆上端与弓头支架相连。上臂下端与下导杆相连。下导杆与底架相连。 1.1.4 弓头

弓头由弓头支架装置、滑板组成。

弓头支架上端用螺栓与滑板相连，弓头支架通过两个横簧与上臂相连，保证横向弹性。在支架与上臂间装有四个涨簧以保证纵向弹性。通过弹簧使滑板与接触网间得以缓冲。弓头调风翼根据不同速度机车的动态接触压力通过弓头翼片调节。滑板内有风道并充有压缩空气。

1.1.5 升弓装置及控制机构

升弓装置由升弓气囊、升弓钢丝绳、安装机械及轴组成。当气囊充气后，气囊膨胀，在驱动器作用下，拉伸钢丝绳，使线导向绕下臂轴转动、受电弓升起。反之受电弓下降。

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控制机构控制受电弓单位升、降运动。由电空阀、两个单向节流阀、精密调压阀组成。两个单向节流阀，通过控制进、出气囊的压缩空气量，分别用来控制受电弓的升、降速度。精密调压阀用来调节接触压力。 1.1.6 缓冲器

缓冲器安装在底架和下臂轴套之间，由阻尼器、防尘盖、保护套、接头、锁紧螺母等组成。见图1—3

图1—3 缓冲器

1阻尼器 2保护套 3右 4左 5防尘盖 6锁紧螺母（气缸） 7接头 8锁紧螺母（接头） 1.1.7 自动降弓装置

自动降弓装置由滑板上的管道、快速下降阀、试验阀、关闭阀及导管组成。当滑板上的管道出现漏气，使管道压缩空气排出，压力下降，导致升弓装置压缩空气从快速下降阀排出。迫使受电弓快速下降。如果快速下降阀与滑板间的导管断裂，可用关闭阀使自动降弓装置停止工作。当滑板出现小裂缝不会影响受电弓正常工作时（在允许范围内），少量漏气可由快速下降阀遏制。试验阀是用来摸仿管道漏气，观察快速下降阀动作设制的装置。自动降弓装置压缩空气流程见图1—4

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图1—4自动降弓装置压缩空气流程图

1快速降弓阀 2关闭阀 3试验阀 4滑板 5升弓装置（气囊）

来自升弓电空阀的压缩空气，一路向气囊充气、一路进入快速降弓阀下室、一路进快速降弓阀上室同时经关闭阀给滑板管道充气。

快速降弓阀内分上下两室，上室容积大，在两室间膜板上开小孔。当导管小漏气时，由于上室容积大，室内压力变化小，压缩空气由下室经小孔向上室补充。维持受电弓工作。当漏气较大时，上室压力下降，下室压力顶开膜板，打开排气孔，将压缩空气排出，受电弓快速下降。 1.1.8 受电弓管路

供受电弓的压缩空气管路见图1—5。压缩空气通过电空阀1，经F02—X430型空气过滤器2—升弓节流阀(号1/79002) 3—G1/4精密调压阀4，精密调压阀将压缩空气调整到正常升弓压力值约360～380kPa相当于接触压力70N，由精密调压阀向受电弓提供恒定的压缩空气，压缩空气压力差可达±2kPa。每变化1kPa相当于接触压力变化10N。—K4-10-50型G1/4气压表（0～1000 kPa）5—降弓节流阀（编号1/79002）6—安全阀（编号141—782/0400）7—压缩空气绝缘管8通过车顶、到升弓气囊9。

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1电空阀 2空气过滤器7安全阀 8压缩空气绝缘管1.2 主要参数

1主要技术参数

型号 DSA环境温度 -40设计速度 200km/h 额定电压 25kv 额定电流 1100A

静态接触压力 70动态接触压力 压缩空气压力 0.4~1.0 Mpa正常工作压力(70N时) 升弓最小压力 0.32Mpa

滑板压力变化10N 精密调压阀耗气量 弓头垂向移动量 60mm

图1—5 空气管路

升弓节流阀 4精密调压阀 5气压表 6降弓节流阀升弓气囊

—200 0~+400C ±5N （可调）

通过弓头翼片调节(用户根据需要选装) 接触压力 空气压力约0.36~0.38Mpa 空气压力变化0.01 Mpa 输入压力＜1M时，≤11.5L/mm - 6 -

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3.2.4 SS4改型电力机车LV-2600IIB型受电弓参数

序号 1 2 3 4 5 6 指 标 设计速度 适用机车型号 额定工作电流 工作环境温度 额定工作气压 最小工作气压 参 数 120 Km/h SS1 SS4 400A －25~45℃ 500KPa 380KPa 备 注 - 17 -

7 8 9 10 11 12 13 13.1 13.2 14 14.1 14.2 14.3 14.4 15 15.1 15.2 15.3 16 16.1 16.2 17 17.1 17.2 18 19

大工作气压 静态接触压力 压力调整范围 工作高度 最大有效高度 最小有效高度 升降弓时间 上升时间 下降时间 受电弓尺寸 纵向安装尺寸 横向安装尺寸 折叠长度 折叠高度 受电弓滑板托架 全长 宽度 高度 铜基粉末冶金滑板 更换时厚度 到限时厚度 碳滑板 更换时厚度 到限时厚度 落弓位置保持力 受电弓总重 640KPa 75±5N 65~85N 500~2250 mm 2600 mm 300 mm 4S≤T升≤8 S 4S≤T降≤7S 750 mm 1488（744+744）mm 2380 mm 275±5 mm 2050±8mm 400mm 360±5mm 10mm 3mm 24mm 5mm ≥50N 173Kg 可调 可调 不含绝缘子 不含滑板厚度 含风缸、绝缘推拉杆 - 18 -

3.2.5 SS7E型电力机车LV-2600III型受电弓参数

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 指 标 设计速度 适用机车型号 额定工作电流 工作环境温度 额定工作气压 最小工作气压 大工作气压 静态接触压力 参 数 120 Km/h SS3B SS6B SS7 SS8 400A －25~45℃ 500KPa 380KPa 640KPa 75±5N 备 注 - 19 -

9 10 11 12 13 13.1 13.2 14 14.1 14.2 14.3 14.4 15 15.1 15.2 15.3 16.1 16.2 17 17.1 17.2 18 19

压力调整范围 工作高度 最大有效高度 最小有效高度 升降弓时间 上升时间 下降时间 受电弓尺寸 纵向安装尺寸 横向安装尺寸 折叠长度 折叠高度 受电弓滑板托架 全长 宽度 高度 更换时厚度 到限时厚度 碳滑板 更换时厚度 到限时厚度 落弓位置保持力 受电弓总重 65~85N 500~2250 mm 2600 mm 300 mm 4S≤T升≤8 S 4S≤T降≤7S 750 mm 可调 可调 不含绝缘子 不含滑板厚度 含风缸、绝缘推拉杆 1488（744+744）mm 2380 mm 275±5 mm 2050±8mm 400mm 360±5mm 10mm 3mm 24mm 5mm ≥50N 169Kg 16 铜基粉末冶金滑板 - 20 -

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4 集体运输技术

4.1 受电弓和碳滑板

为使轻轨及铁路运输工具安全、经济地运行，从悬链连挂的接触网获得的电力供应的不间断性和完整的集电性能是无可争辩的前提条件。SCHUNK公司很自豪能够设计和生产完整的受电弓、碳滑板和用于集电杆的碳插件。

今天我们的产品已获得工业界的认可并获得欧洲及世界许多运输公司的好评。

4.2 接地回流装置

电力机车、牵引车及客运交通工具接入的工作电流是通过驱动轴和轮子与轨道相接回到电源处。通过装配回流、接地、通地接触件，提供良好的电力连接来防止电流流向滚柱轴承是非常重要的。

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4.3 用于牵引场合的碳刷及刷架

由于来自外部的机械振动高于平均水平，牵引用刷架和大体上固定安装并且根据使用情况指定压力设备的固定机器有所不同。同时，在这种场合下，我们要求碳刷有更好的表现。SCHUNK公司在碳刷和刷架领域处于国际领先地位。

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4.4 SCHUNK测量系统

SCHUNK测量系统是一种用于运行中受电弓工作性能数据的优良的测量系统，它包含悬链测试（CTS）、气动行为及调整（ATS）和动态行为（DTS）。该系统基于数据收集平台DAP3000-212CPU，通过一些必要的转换器、过载传感器、探测器等进行数据收集。

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结 论

本论文主要对SS4改与SS7E型电力机车受电弓的特性比较进行论述。高速列车的十大关键技术是世界各国铁路在机车车辆技术发展过程中不断创新、不断优化，各门学科相互渗透、相互交叉发展的综合成果，是高新技术在铁路行业系统最综合的集成。研究开发及引进消化这些关键技术是推进我国铁路机车车辆现代化的关键举措。

SS4改与SS7E型电力机车受电弓是有两节完全相同的的机车重联的，如果升一节车的弓，闭合主断路器，则另一节车虽然未升弓，但仍可通过升弓节机车导电杆、高压连接器及本节的闭合的主断路器获得接触网的高压电，此时如果非升弓节高压室门未关好或其门联锁故障，则不能锁闭该节高压室门，对人身安全构成威胁，因此特设压力开关515KF，用以监督非升弓节高压室门是否关好，如没有则机车两个受电弓都不能升起，保证人身安全。

受电弓是电力机车从接触网受取电能的电气设备为使轻轨及铁路运输工具安全、经济地运行，从悬链连挂的接触网获得的电力供应的不间断性和完整的集电性能是无可争辩的前提条件。SCHUNK公司很自豪能够设计和生产完整的受电弓、碳滑板和用于集电杆的碳插件。

今天我们的产品已获得工业界的认可并获得欧洲及世界许多运输公司的好评。

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致 谢

时光荏苒，望着依旧桂树飘香校园，我站在人生最重要的十字路口，即将挥别校园生活，此时此刻，我感叹着五年的大学生涯，同样也感概着五载的青春光芒，而更多的是感激一路陪我走来的人们。

感谢老师在我思想上的指导，使我一直坚持正确的路线。感谢陪伴我完成学业的兄弟姐妹们。他们不仅给我无私的帮助，还对我在异地的生活细心照顾，让我在陌生的西安倍感家的温暖。衷心祝福大家前程似锦！

感激难以言表，面对年岁在父母脸上烙下了痕迹，我只想对他们说：儿子深深地爱着你们。二十多年来的养育之恩，如今儿子长大成人，这份沉甸甸的浓情一直是儿子勇往直前的动力，是他们用辛劳的汗水默默地为儿子付出，这份深情我永远铭记于心，你们是我一生最大的骄傲。

我要感谢我生活学习了的母校——西安铁路职业技术学院，母校给了我一个宽阔的学习平台，让我在学校不断的充实自己，理解自己，发现自己。我要以感恩的心再一次感谢我认识的每一个人，是你们让我的人生变得更加精彩！

最后，向所有的领导、老师、亲人朋友同学们表示最真挚的感谢，感谢你们曾对我的付出，谢谢你们！

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参考文献

[1] 赵 婷.世界高速铁路技术.中国铁道出版社，2003.8

[2] 钱立新.世界高速列车技术的最新进展.中国铁道科学，2006.24(N04)1～11 [3] 李建勇.受电弓技术.北京：科学出版社；2009

[4] 戴小文.严隽耄.卜继玲. 受电弓系统可靠性分析.西南交通大学学报，2009，35（6）：

69-71.

[5] 张建民.受电弓系统原理设计.北京：高等教育出版设，2008. [6] 朱喜林.张代治. 受电弓设计基础.北京：科学出版社，2006.

[7] 段睿智.受电弓工程.北京：中国铁道出版社，2009年第一版，2001年第二版. [8] 陈岳源.受电弓性能比较.北京：中国铁道出版社，2008：65～66

[9] 郝 赢.严隽耄.刘学毅. 受电弓设施的配套措施分析.西南交通大学学报，2008，35

（6）：580-584.

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参考文献

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（6）：580-584.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ey4p.html