HXD3C电力机车受电弓分析调试操作法论文

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1、HXD3C 电力机车受电弓分析调试操作法机车车间 试运班张如意中国北车集团大连机车车辆有限公司Dalian Locomotive & Rolling Stock CO., LTD. CNR GROUPHXD3C型电力机车受电弓分析调试操作法【摘要】本文介绍了 HXD3C型电力机车受电弓的结构，以及进行受电弓调试的方法，并总结 了一套系统排查受电弓故障的操作法。【关键词】HXD3C型机车；受电弓调试；故障分析。引言在机车调试的过程中，受电弓调试是其中一个重要的组成部分。依据GB/T21561.1-2008 轨道交通机车车辆受电弓特性和试验 第1部分:干线机车车辆受电弓（IEC60494-l:20

2、02, IDT）对受电弓进行弓网压力，升/降弓时间以及紧急降弓（ADD）功能进行测试，以满足机 车正常运行要求。本文介绍了 HXD3C电力机车受电弓结构原理与分析调试操作法。根据试运班组的调试经 验，总结概括了可能导致受电弓无法正常升起的原因，并给出故障解决措施，为HXD3C机车 受电弓调试提供参考。1 受电弓介绍受电弓是电力机车从接触网获得电能的重要电气部件，通过支持绝缘子安装于机车车顶 上。受电弓弓头升起后，碳滑板与接触网导线接触，通过车顶母线及高压电缆将工频25kV 电压传送至牵引变压器，经过变压器降压后送至车内车内供机车变流装置使用。受电弓能否 正常工作直接关系整列机车的运行，正是如此

3、，在机车的调试中，受电弓应作为重点，严格 按照指标参数调试。HXD3C型电力机车采用DSA200型单臂受电弓，在机车I、II端车顶盖上各安装一台。 在实际运营中，自动状态下，升起非操作端顶部受电弓，也可根据需要手动选择受电弓。 DSA200型受电弓采用气囊驱动方式升弓，主要用于干线电力机车，配备有阻尼器和ADD自 动降弓装置。1.1DSA200 型受电弓主要技术参数环境温度 额定速度 额定电压 静态接触压力 动态接触压力 升弓时间 降弓时间-40 C+70 C200 km/h25 kV70 N10N通过弓头翼片调节（用户依需要选装）W5.4 sW4 s紧急降弓时间（下降200mm的时间） V2

4、 s工作空气压力 正常工作压力 精密调压阀耗气量 降弓保持力4001000 kPa约340380 kPa输入压力 V 1MPa 时，W11.5L/min2120 N弓头垂向移动量60mm弓头总长度195010mm弓头宽度5802mm滑板工作长度1250mm支持绝缘子高度400mm重量（不含支持绝缘子）约 130 kg1.2DSA20O型受电弓的结构受电弓主要由底架、铰链机构、弓头部分、升弓装置及气路组装等几大部分构成。受电 弓结构如图1-1所示。图1-1 DSA200型受电弓总成1-底架；2-阻尼器；3-升弓装置；4-下臂；5-弓装配；6-下导杆；7-上臂;8-上导杆;9-弓头;10-滑板。图

5、1-2气源控制阀组1-空气过滤器；2-升弓节流阀；3-升弓压力表；4-调压阀；5-降弓节流阀；6-安全阀。受电弓通过刚性底架固定在车顶，安装阻尼器保证机车速度变化大时弓网压力不会过 大。气动的升弓装置为受电弓升起提供动力，带动铰链机构运动，使得弓头部分接触电网并 传输电流。车内的气源控制阀组，为受电弓供风的同时，还起到调节升降弓时间与静态接触 压力等参数，实物图见图1-2。1.3受电弓工作原理图1-3升弓电磁阀1.3.1电路信号电钥匙闭合后，信号501或601得电，拨动升弓开关，升弓输 入信号（SB41/SB42） 515或615得电。如果接地开关在正常位和主 断在断开位，425信号得电和43

6、1信号失电状态，TCMS检测到这两 个信号正常，并有升弓信号515或615输入时，TCMS微机会发出451 或452升弓信号。通过对应闭合的高压隔离开关传送信号至升弓电 磁阀（图1-3），导通气路。1.3.2升弓风路HXD3C机车升弓时，如果总风缸或辅助风缸风压低于480kPa 时，辅助压缩机泵风，风压达到735kPa,辅助风泵自动打风停止。 此外，升弓必须保证受电弓供风塞门比和U99在开启位；升弓控 制塞门置于管路平行位置。在满足上述条件下，在升弓电磁阀工作导通气路后，压力空气经 由图1 -2中的气源控制阀组从右侧输送至车顶受电弓。气囊充气，推动导盘前移，通过钢索 带动下臂绕轴顺时针旋转，此

7、时上臂在推杆的作用下逆时针转动，使受电弓弓头升起。1.4受电弓的使用条件1.4.1控制阀控制阀有下列功能：运行中为受电弓提供压力恒定的压缩空气，并保持以下压力值：静态：0.0015MPa动态：0.0035MPa（弓头垂直运动为0.1m/s）；调节静态接触压力；限制受电弓运动速度（升高/降低）；1.4.2环境和安装条件环境温度：-40C/+70C；应当预防阀板上的各阀遭受雨、雪等的侵袭；1.4.3压缩空气压力值为了达到绝缘的效果，必须使用干燥的空气，输入空气压力为01 Mpa。经调压阀调压 后，升起受电弓至少需要0.32Mpa气压；最大为0.4Mpa，正常值约0.340.36Mpa（接触 压力为

8、70N时）；输出压力0.01Mpa的变化可以导致滑板上10N的接触压力变化；要求气囊容积：最大为5.9L。1.4.4接触压力在正常工作高度，接触压力可在机车顶部上用弹簧秤测量，如果需要可以通过单向节流 阀调节。更换受电弓时，应检测新受电弓的接触压力的设置是否合适，调压阀必须易于操作, 调节的具体方法见装配说明部分。注：如运行中由于碳滑条磨损使滑板重量减少，导致接触压力少量升高时，无需调整调 压阀。2 受电弓调试2.1 安全事项必须由接受过指导且合格的人员调整和维护受电弓。在任何情况下，必须采取必要的安 全和防护措施。上岗前穿戴好劳保护具，携带机车调试所需工具并佩戴电力机车调试登车证 登车调试。

9、应在无接触网区或没有接触网的车间进行维护和修理。 在进行车顶作业前，接触网必须切断电源并接地，必须防止未经授权接通接触网！ 受电弓落弓位维修时，可用约0.9 米长的木棒支撑在底架和上臂上交叉管。 受电弓升弓时，应确保压缩空气供应无意外故障发生。一旦压缩空气发生故障，受电弓 就会下降，可能造成人身伤害。当调节受电弓的接触压力时，为防止受电弓意外下降(如自 动降弓装置出现故障时)，应使自动降弓装置关闭阀处于关闭状态。发生过自动降弓的受电弓须经完整调修，才能重新使用。2.2 工具准备受电弓调试需用到的工具如下：a) 70N 力矩扳手；b) 绝缘胶布；c) 数字万用表；d) 秒表；e) 拉力计；f)

10、10mm 扳手；2.3 参数调整升弓开关打至“升”位，使电控阀得电。调整精密调压阀使受电弓慢慢上升，在高出车顶1.6米处用弹簧秤均匀阻止受电弓的上升。弹簧秤显示为70N时，停止调节精密调压阀， 旋紧调压阀固定所调压力。受电弓升降弓时间的调节，需要通过调节图1-2中的升、降弓节流阀，以满足升降弓在 参数要求范围内。调整过程需要反复进行，互相兼顾。3 故障分析方法3.1合升弓开关后、辅助风泵不打风机车在进行网下调试之前，需要对辅助压缩机的工作情况进行测试，以保证到了高 压网下通过辅助压缩机打风能够升起受电弓。正常来说，闭合机车升弓扳键开关，当风压低 于 480kpa 时，辅助压缩机开始打风。图 3

11、-1 辅助风泵原理图上图为扳动受电弓扳键开关后，辅助风泵自动打风的控制原理，可知在上述条件满足时，TCMS输出829信号，继电器KMC1得电，开关闭合，辅助风泵打风。压缩机无法自动打 风的情况下，可按照下列条件来判断其故障原因：1）检查升弓开关输入信号（SB41/SB42） 515或615应得电；2）检查 TCMS 输出信号 829 应得电（829=1）；3）辅助压缩机继电器 KMC1 故障不吸合；4）辅助压缩机（833.400K）无电源；5）辅助压力开关（KP57） 811和812应得电（811=1、812=1）；3.2 受电弓无法升起如前文所述,受电弓作为机车运行的核心部件 ,如果发生受电

12、弓无法升起的情况,必须做 到故障排查准确且迅速，因为机车营运分秒必争。在阅读了大量同行业参考文献与相关书籍 之后，发现目前对受电弓故障排查并未有系统的方法，多是就事论事。鉴于此，我根据多年 HXD3C机车调试经验，总结并提出一套排查故障的步骤方法。按照此方法调试，可按部就 班查出故障，大大提高了机车故障排查和调试速度与效率。为了方便记忆，还根据受电弓升 起的电路与风路原理，总结出一套受电弓调试顺口溜：塞门开关打到位，再看信号对不对，能得电、不漏风，轻松升起受电弓。3.2.1 查看开关、塞门和阀门的位置是否正确a）受电弓隔离转换开关SA96位置应在“0”位；b）检查高压接地开关 QS10 应在“

13、运行”位；c）升弓钥匙阀（U99 ）应打开；d）升弓控制塞门置于管路平行位置；e）确认总风缸塞门A24在开启位；f）检查受电弓快速降弓阀应在关闭位。3.2.2 查看升弓相关信号是否正确a）检查电钥匙（SA49/50）输入信号501或601应得电；b）检查升弓输入信号（SB41/SB42）515或615应得电；c）检查隔离开关信号421、422应得电；d）检查高压接地开关425信号应得电；e ）检查升弓钥匙阀824信号应得电，在显示屏点击空制状态，升弓钥匙应为绿色。f）检查微机输出信号451.452到升弓电磁阀YV41.YV42 443 .444应得电。3.2.3 看风表，找漏风a）听受电弓电磁

14、阀（YV41/YV42）应得电动作。同时确认升弓阀板压力风表有无压力 显示。实际调试中，可能由于电磁阀内部有杂质污垢导致不能正常工作；当听到阀 正常工作时，也可能管路漏风或者升弓压力调节不当造成升弓压力表显示压力过 低。HXD3C设置了升弓延时，当受电弓在25秒内未升起时，TCMS判断受电弓故障, 会切断电磁阀电源。b）升弓管路严重漏风会造成受电弓压力开关KP63/KP64动作，可通过微机显示屏信号 信息画面查看压力开关448或者449信号，若风压建立起来， 448或者449信号应 为失电状态；若风压未建立起来，压力开关信号449或449信号应为得电状态。3.3 小结只要熟知“塞门开关打到位，再看信号对不对，能得电、不漏风，轻松升起受电弓 ”这 套顺口溜，面对受电弓故障，每一个调试者都可以有明确的解决思路。即使是刚刚入厂的员 工，也会很快掌握受电弓的调试技术。这将为工厂新进人员的培训提供很大的帮助，为其早 日上岗提供基础。这也变相为工厂节约了时间成本，提高了生产效益。4 结语我公司已累计生产HXD3C系列交流传动电力机车已经1000多台，装用受电弓2000多架。 以上受电弓调试方法是在日常调试工作中总结出来的，该方案能有效的完成受电弓调试，并 能高效解决受电弓调试过程中出现的故障。按这些方法操作就能大大缩短故障排查时间，提 高准确率，为机车调试顺利完成节约了时间，提高了生产效率。