CRH380A型動(dòng)車組自動(dòng)降弓故障原因分析及措施處置

張煒琨 中國(guó)鐵路鄭州局集團(tuán)有限公司

前言：受電弓作為動(dòng)車組高壓牽引系統(tǒng)的重要組成部分，通過支持絕緣子安裝于車輛車頂，通過弓頭上的碳滑板與接觸網(wǎng)接觸集取電流，為動(dòng)車組提供牽引動(dòng)力，對(duì)動(dòng)車組的安全運(yùn)行具有十分重要的意義。CRH380A 型動(dòng)車組使用的受電弓型號(hào)為 TSG19A（株洲九方），弓頭長(zhǎng)1950mm，滑板長(zhǎng)1576mm，質(zhì)量（不包括絕緣子和閥板）為117kg。TSG19A型受電弓為單臂式受電弓，由底架、阻尼器、升弓裝置、下臂、上臂和弓頭等組成，具有重量輕，弓頭歸算質(zhì)量小的特點(diǎn)。

1 自動(dòng)降弓故障統(tǒng)計(jì)

由于受電弓安裝于動(dòng)車組車頂位置，工作環(huán)境為露天高速，受到飛鳥等異物擊打造成自動(dòng)降弓的概率較高；另外，受電弓本身質(zhì)量也是一個(gè)重要因素，如ADD閥自身發(fā)生偶發(fā)性故障而導(dǎo)致自動(dòng)降弓。因此受電弓自動(dòng)降弓故障根據(jù)故障部位可分為以下3類：

（1）受電弓供風(fēng)管受異物擊打漏風(fēng)；

（2）碳滑板受異物擊打漏風(fēng)；

（3）ADD閥自身故障漏風(fēng)；

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2017年全路CRH380A型動(dòng)車組自動(dòng)降弓故障33件，其中供風(fēng)管遭異物擊打漏風(fēng)共27件，碳滑板受異物擊打漏風(fēng)4件，ADD閥自身故障漏風(fēng)2件，故障分布統(tǒng)計(jì)情況如圖2所示。

圖2 受電弓自動(dòng)降弓故障分布統(tǒng)計(jì)情況

2 受電弓自動(dòng)降弓原因分析

2.1 正常升弓

2.1.1 氣路原理

在司機(jī)室按下受電弓升弓按鈕，升弓電磁閥得電動(dòng)作，向動(dòng)車組受電弓供應(yīng)壓縮空氣。壓縮空氣首先進(jìn)入受電弓氣閥板，依次經(jīng)過氣閥板的空氣過濾、壓力調(diào)整、流量調(diào)節(jié)，再經(jīng)過車頂空氣管路、受電弓絕緣軟管和受電弓底架上的空氣管路的傳輸后，氣路分成為兩條支路，一條支路向受電弓升弓氣囊供氣，另一條支路經(jīng)由ADD閥向滑板、氣閥板壓力開關(guān)（DS2）供氣。受電弓升弓氣路原理圖如圖3所示。

圖3 受電弓升弓氣路原理圖

壓縮空氣進(jìn)入升弓氣囊，氣囊膨脹抬升，氣囊在抬升的過程中同時(shí)帶動(dòng)鋼絲繩拉拽下臂，使受電弓逐漸升起，直到弓頭與接觸網(wǎng)接觸并保持在規(guī)定的接觸壓力。受電弓正常工作時(shí)，氣囊被持續(xù)供以壓縮空氣，弓、網(wǎng)間的接觸壓力保持恒定。

2.1.2 電路原理

圖4 受電弓升弓電路原理圖

受電弓升弓電路主要由升弓信號(hào)回路和升弓保持回路兩部分組成，升弓信號(hào)回路中PanUR繼電器得電，兩個(gè)常開觸點(diǎn)自鎖閉合，使升弓保持回路得電導(dǎo)通，PanUV升弓電磁閥得電受電弓得以升起并保持。受電弓升弓電路原理圖如圖4所示。

2.2 ADD自動(dòng)降弓

ADD閥是受電弓實(shí)現(xiàn)自動(dòng)降弓的部件，它分為上下兩腔。上腔與受電弓自動(dòng)降弓氣路（碳滑板、受電弓供風(fēng)管）相通，下腔與受電弓主氣路相通，上、下腔間通過膜片隔開，膜片上有連通上、下腔的導(dǎo)流小孔。

當(dāng)受電弓自動(dòng)降弓氣路（碳滑板、受電弓供風(fēng)管）漏風(fēng)時(shí)，上腔壓力下降，膜片下表面受到的支持力大于膜片上表面受到的下壓力，膜片因而向上凸起，造成下腔與快排口相連，從而進(jìn)入ADD閥的壓縮空氣經(jīng)由排氣口排向大氣，受電弓靠自重降下，同時(shí)氣閥板壓力開關(guān)（DS2）輸出電信號(hào)，提示車輛緊急停車，切斷對(duì)受電弓的壓縮空氣供應(yīng)。除此之外，ADD閥自身故障，內(nèi)部產(chǎn)生形變的膜片與排氣口間的接觸間隙增大、不均勻或壓緊力降低，作用在膜片上的壓緊力即使達(dá)到規(guī)定值，也不能將排氣口完全關(guān)閉，從而產(chǎn)生間接性排風(fēng)，導(dǎo)致受電弓自動(dòng)降弓。ADD閥結(jié)構(gòu)圖如圖5所示。

圖5 ADD閥結(jié)構(gòu)圖

3 處置措施

3.1 途中應(yīng)急處理

（1）裝有受電弓視頻監(jiān)控裝置的動(dòng)車組，隨車機(jī)械師應(yīng)立即通過受電弓視頻監(jiān)控裝置確認(rèn)受電弓外觀狀態(tài)，并及時(shí)查看回放視頻，如能夠確認(rèn)受電弓狀態(tài)可見部分無(wú)明顯異常或不超限、無(wú)脫落風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，通知司機(jī)換弓后正常運(yùn)行。

（2）未裝有受電弓視頻監(jiān)控裝置的動(dòng)車組，隨車機(jī)械師按照下車檢查流程下車檢查，隨車機(jī)械師在車下使用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行進(jìn)一步檢查確認(rèn)。經(jīng)初步檢查確認(rèn)受電弓外觀可見部分無(wú)明顯異?；虺薜茨芘忻鹘倒驎r(shí)，隨車機(jī)械師應(yīng)立即將檢查情況及前方站停車的要求報(bào)告司機(jī)，通知司機(jī)切除已降下的受電弓，換弓運(yùn)行，限速160km/h運(yùn)行至前方站。

（3）如檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)受電弓輕微損壞，且無(wú)部件脫落危險(xiǎn)時(shí)，隨車機(jī)械師應(yīng)立即將檢查情況及前方站停車的要求報(bào)告司機(jī)，通知司機(jī)切除受損的受電弓，換弓運(yùn)行，限速120km/h運(yùn)行至前方車站停車檢查。停車后，隨車機(jī)械師下車使用望遠(yuǎn)鏡進(jìn)一步檢查確認(rèn)，如確認(rèn)受電弓無(wú)部件脫落危險(xiǎn)時(shí)，通知司機(jī)限速160km/h運(yùn)行；如發(fā)現(xiàn)受電弓損壞部位有擴(kuò)展趨勢(shì)，則必須登頂檢查處理。

（4）如檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)受電弓刮弓或損壞較嚴(yán)重，有部件脫落危險(xiǎn)時(shí)，隨車機(jī)械師應(yīng)按照登頂檢查、處理故障流程進(jìn)行登頂作業(yè)。

3.2 庫(kù)內(nèi)重點(diǎn)檢查

（1）充分利用動(dòng)車組受電弓及車頂狀態(tài)動(dòng)態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)（SJ）數(shù)據(jù)，加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析，按要求組織做好受電弓復(fù)查工作。

（2）嚴(yán)格落實(shí)動(dòng)車組一、二級(jí)修檢修標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)動(dòng)車組受電弓庫(kù)內(nèi)檢查、運(yùn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)隱患及時(shí)處理，確保動(dòng)車組出庫(kù)狀態(tài)良好。

3.受電弓升級(jí)改造

（1）CRH380A型動(dòng)車組結(jié)合運(yùn)用修和高級(jí)修已經(jīng)將原有的PU風(fēng)管更換為性能更優(yōu)的TPEE風(fēng)管。

（2）對(duì)于弓頭部位的防護(hù)，在弓頭柱頭連接處和碳滑板接頭處采用特制橡膠護(hù)套進(jìn)行防護(hù)。