电力机车电气系统故障检修
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任务一 机车正常情况下升弓操作运行

学习目标

1.掌握电力机车受电弓控制线路中受电弓的功能、型号含义、基本结构和工作原理;

2.掌握电力机车受电弓控制线路的工作原理;

3.能按照工艺要求正确接线;

4.能按照正确的操作步骤,使电力机车模拟受电弓正常运行;

5.能遵守安全操作规程。

建议学时:10h

学习准备

1.HXD2型电力机车调试操作装置受电弓支路电气原理图;

2.受电弓控制线路安装(工艺)文件。

一、任务描述

HXD26011电力机车在大同电力机车有限责任公司电装车间已经组装完成,先在厂内用调车机将6011号机车调入电装车间调试库,作为机车调试人员应严格按照操作标准完成调试。工作周期为1天。工作任务单见表1-1。

表1-1 工作任务单

二、任务准备

(一)知识准备

1.受电弓的作用

电力机车上的受电弓是一种通过空气回路控制升、降动作的铰接式机械构件,从接触网上集取电流,并将其传送到车辆电气系统的电器设备,如图1-1所示。受电弓升起时,压缩空气通过车内各阀进入受电弓升弓装置的气囊,升起受电弓,使受电弓滑板与接触网接触,将电流从接触网上引入机车,供车内的电气设备使用。降弓时,排出升弓装置气囊内的压缩空气,使受电弓落下。

图1-1 受电弓

2.受电弓的种类

目前电力机车上最常见的受电弓分为四大类:双臂式、单臂式、垂直式和石津式。

(1)双臂式

双臂式集电弓乃最传统的集电弓,亦可称“菱”形集电弓,因其形状为菱形,如图1-2所示。但因保养成本较高,加上故障时有扯断电车线的风险,部分新出厂的车辆,已改用单臂式集电弓。

图1-2 双臂式受电弓

(2)单臂式

单臂式的集电弓,亦可称为“之”(Z)(ㄑ)字形的集电弓,如图1-3所示。此款集电弓的好处是比双臂式集电弓噪声低,故障时也较不易扯断电车线,为较普遍的集电弓类型。而依据各车辆制造厂的设计方式不同,在集电弓的设计上会有些许差异。

图1-3 单臂式的集电弓

(3)垂直式

除了上述两款集电弓,还有某些集电弓是垂直式设计,亦可称成“T”字形(亦叫作翼形)集电弓,其低风阻的特性特别适合高速行驶,以减少行车时的噪声。所以此款集电弓主要用于高速铁路车辆。但是由于成本较高,垂直式集电弓已经很少使用(日本新干线500系改造时由垂直式集电弓改为单臂式集电弓)。

(4)石津式

日本冈山电气轨道的第六代社长,石津龙辅1951年发明,又称为“冈电式”、“冈轨式”。

3.DSA200型受电弓的结构

DSA200型受电弓的结构如图1-4所示。

图1-4 DSA200型受电弓外形图

1—基础框架;2—高度止挡;3—绝缘子;4—框架;5—下部支杆;6—下部导杆;7—上部支杆;8—上部导杆;9—集流头;10—接触带;11—端角;12—升高和降低装置;13—电流传送装置;14—吊钩闭锁器

4.DSA-200型受电弓主要技术参数

额定电压/电流:25kV/1000A;

额定运行速度:200km/h;

最大运行速度:220km/h;

静态接触压力:70±10N(可调);

落弓位保持力:120N;

输入空气压力:0.4~1MPa;

额定工作气压:约0.36MPa(可调);

升高到2m的升弓时间:5.4s(可调);

从2m落下的降弓时间:≤4s(可调)。

注:如果采用其他受电弓,其保养要求应按供货商提供的有关保养文件规定。

(二)操作运行流程解读

升弓操作运行流程如图1-5所示。

图1-5 升弓操作支行流程

三、任务实施

(一)电气控制原理分析

受电弓正常运行电路原理分析:

(二)升弓操作运行

升弓操作运行工作记录见表1-2。

表1-2 升弓操作运行工作记录表

注:机车在正常运行中升它节车受电弓。

四、任务交接

工作任务单见表1-3。

表1-3 工作任务单

五、学习小结

工作任务评价表见表1-4。

表1-4 工作任务评价表

拓展知识——受电弓保养、维护及存放要求

1.区段往返后,受电弓支持绝缘子和拉杆表面必须进行维护保养,在车顶无电状态下,用带有干净汽油或酒精的白布擦抹绝缘子表面。

2.应使用弹簧秤经常性对正常工作高度下受电弓接触压力作检测,如有异常,须及时修理、调整或更换滑板,并重新测定和调整接触压力使之符合要求。

3.受电弓升降特性、滑板横动量及高低偏差等均应符合受电弓技术条件和试验大纲要求。

4.保持活动框架、转轴、铰链部分清洁,可用沾有汽油或酒精的白布擦拭,并定期用汽油清洗铰接部分,然后用白布擦净并涂以适量润滑脂。

5.运行中如发现受电弓有强大火花、不正常的上举和下降情况,必须进行调整。

6.升起状态下,如果压缩空气供应故障、滑板断裂或磨损到限,受电弓将自动降下。经检查恢复后必须重新启动自动降弓装置。

7.阀板上的滤清器应定期清洗,间隔期由压缩空气供应装置的情况决定,特别是空气的污染程度。建议一开始每周检查一次,随着时间延长而延长检查周期。

8.每个月进行一次整个受电弓检查。若存在损坏的绝缘子、破损的软编织线、损坏的滑动轴承和变形的部件都应更换。若滑板磨损到限,也应更换。

9.每6个月进行一次接触压力检测(包括整个受电弓功能检测),软连线外观检测、弓头功能检测。

10.每年进行一次螺栓连接的检测:必须注意拧紧螺母和螺纹接头,特别注意滑板弹簧系统处的螺钉连接。注意:拧紧螺栓时一定要符合相应图纸规定的扭矩。

11.轴承的润滑:滚动轴承终生都需要润滑。在最初安装时,两年一次的维修或常规维修时,油杯应加密封油脂(Shell Alvania R3),以防止灰尘和水进入。

12.更换软连线,维修周期为4年;更换轴承,维修周期为8年。

13.如果发生以下情况,必须更换滑板:

(1)残余碳高度为5mm时;

(2)发生刻痕或剥落;

(3)由于电弧产生变形或缺陷;

(4)滑板松动或渗水。

如果只需更换一块滑板,要保证该滑板与另一滑板的高度差不超过3mm。如果需要更换两块滑板,更换时,拧开底部的四个M8螺母便可拆下滑板。

14.检查阻尼器:当损坏、功能不全或漏油时一定要更换阻尼器。

15.建议每4~6周在降弓位检查一次钢丝绳的松紧。若需要,则把钢丝绳拉紧,但两螺母拧紧量要相同,以避免升弓装置松弛(降弓位)。

16.建议在安装好的状态下储存小装配,以方便使用,如果需要,将整体更换然后立即使用。

17.受电弓不使用需存放时,应对受电弓进行一次全面检查,若有零部件缺损、绝缘子裂纹、涂层脱落、水泥胶合剂脱落、紧固件松动等都应进行更换、修整。