京津城际CRH3C动车组法维莱受电弓维护标准研究

张长青 段阳春

(1.北京铁路局北京动车段， 北京 102600；2.中车唐山机车车辆有限公司， 唐山 063035)

京津城际CRH3C动车组法维莱受电弓维护标准研究

张长青1段阳春2

(1.北京铁路局北京动车段， 北京 102600；2.中车唐山机车车辆有限公司， 唐山 063035)

受电弓是利用车顶接触网获取和传递电流的机械组成，是动车组重要组成部件，其状态直接影响动车组的运行安全。文章简要介绍了CRH3C型动车组法维莱受电弓设计特点，并对CRH3C型动车组受电弓升弓操作与降弓操作控制基本原理进行了说明。基于现场实际日常维护方法与经验，对CRH3C动车组法维莱受电弓碳滑板、气囊、部件润滑、风管气密性、升降弓时间以及其他部件提出了检修标准。对日常检修工艺的研究，有助于检修人员维护管理，提高动车组运行可靠性，保证运行安全，对CRH3C型动车组首轮五级修受电弓的检修具有重要参考价值。

京津城际CRH3C动车组； 法维莱受电弓； 结构与原理； 维护标准

1 前言

高速动车组电力是通过受电弓与接触网的接触导线紧密接触而实现的，因而动车组电力供应是否正常直接取决于接触网与受电弓系统的工作状态。接触网与受电弓系统工作可靠是确保高速动车组良好取流的根本条件。受电弓是动车组从接触网受流的唯一部件，是利用车顶接触网获取和传递电流的唯一组成，它的状态直接影响动车组的运行安全。

CRH3C型动车组的原型车是西门子公司制造,设计时速350 km/h。我国CRH3C型动车组是由原北车唐山轨道客车有限责任公司生产。该动车组的车体采用大型中空铝合金型材组焊而成，因此，重量轻，强度大，安全系数高。目前，CRH3C型动车组主要应用于京津城际、武广高速铁路线路运行[1]。

2013年9月开始，将原20列京津城际CRH3C动车组受电弓更改为法维莱CX018型受电弓产品。因此，CRH3C动车组受电弓为单臂、单滑板受电弓，静态接触力为定值，在不同运行速度条件下，通过受电弓控制单元接收的速度信息，实时调整受电弓与接触网的动态特性。安装位置不发生变化，2车与7车各安装一架受电弓。在实际运行中，根据实际要求选择相应的受电弓。该产品适于用北方-25～40℃的运行环境。经过运行验证，该产品稳定可靠，故障率低。

2 法维莱受电弓设计特点

2.1 受电弓特性

由于京津城际动车组运行速度为300 km/h，运行速度高，因此在高速运行条件下，法维莱受电弓在设计上满足了以下要求：

(1)受电弓的碳滑板与接触网导线之间要保持比较稳定的接触压力。碳滑板与接触网导线之间的接触压力不能过大或过小。接触压力过大容易造成将接触网顶断；接触压力过小容易造成碳滑板与接触网导线之间接触不实或者虚接。因此，受电弓的升弓后压力应保证在规定的范围内大小合适的接触压力。与接触网静态接触压力标准值为：(70±10) N[1-2]。

(2)与普速机车受电弓相比，高速动车组要尽可能减轻受电弓运动部分的重量。在高速运行条件下，受电弓上下纵向运动的频率更高，因此，受电弓的工作状态直接影响碳滑板与接触网导线之间接触压力的稳定性。与接触网的压力除与接触网的平顺性有关外，还与运行状态下受电弓弓头上下纵向运动的惯性力有关。因此对于高速运行下的受电弓，尽量降低弓头的重量，降低惯性力。这样才能使受电弓碳滑板能够及时跟随接触网导线高度的变化而上下运动，保证良好的电接触。维莱受电弓重量为136 kg(不包括绝缘子)[1-2]。

(3)由于高速运行时空气阻力很大，因此高速运行下受电弓在结构设计上要简单，减少受电弓在高速运行下的阻力。目前受电弓在空气中的阻力是高速动车组提高运行速度等级的一大制约瓶颈。法维莱受电弓上臂、下臂采取单臂方式，碳滑板是单个。

(4)碳滑板的材料、形状应适应高速运行的要求，以保证良好的接触状态。碳滑板应该具有更优的耐磨性能和电流传导性。碳滑板采用了高密度高强度的渗铜碳条，满足实际应用。

(5)任何材料都会受环境温度的影响而产生性能上的变化。受电弓处于动车组车顶位置，裸露在自然环境中，工作环境恶劣，易受温度影响。在设计上应该保证在温度急剧变化下，各部件性能参数不发生变化。不易发生脆性或者塑性变形。维莱受电弓适应-25～40℃的运行环境。

2.2 京津城际CRH3C动车组法维莱受电弓控制基本原理

受电弓是获取并传递电流的机械装置，受电弓由气囊组成的气动升弓系统提供驱动力。气囊内的压缩空气由控制系统控制，气囊在压缩空气作用下进行充风，扭矩通过凸轮及下拉杆传递到下臂的铰链处。使受电弓上臂和下臂抬起，从而实现受电弓升起。通过一个压力调节器调整压缩空气压力使处于工作位置的弓头和接触线之间保持一定的接触压力，避免压力过大或者过小。如果空气供应中断或者滑板磨损，自动降弓系统起作用并排出气囊内的压缩空气，实现动车组自动降弓[3-5]。

CRH3C动车组受电弓及控制系统由受电弓、自动降弓装置、控制阀板、中央控制单元、司机室显示屏、升弓电磁阀、供风管路、司机升降弓操作开关等组成。

受电弓升起与降落依靠控制阀板。受电弓控制阀板由气路控制单元及电子控制单元构成，实现对受电弓的主动精确控制。

3 京津城际CRH3C动车组法维莱受电弓检修标准

3.1 碳滑板检修

(1)从碳条的上边缘测量至铝基板，一级修检修标准要求高度≥5 mm[1]。

(2)对碳滑板进行声响检查，用开口扳手敲击碳条，无迟钝或不延长的声音。

(3)检查碳滑板，出现裂纹或冲击后棱角≤0.5 cm2，用粗糙的锉刀打磨至过渡圆滑。

(4)若碳滑板出现了大的崩边角，同时还出现了裂纹，则需立即更换；碳滑板在厚度及宽带方向大崩边超过40%，或长度方向超过100 mm，均需更换[1]。

(5)若碳滑板出现了细裂纹且贯通至铝托，同时还出现了电弧损耗或者击伤，则应立即更换。若只是出现了细裂纹但并未出现任何电弧损耗，则可继续使用。允许存在距离滑板边缘200 mm以上的裂纹1处。

(6)碳滑板整体无任何纵向裂纹。

3.2 气囊检查

(1)检查气囊螺栓防松标记清晰，无错位。

(2)气囊橡胶部件无裂纹损伤。

(3)气囊不得出现深度超过0.5 mm或内部组织编织线露出的裂纹。

3.3 气密性检查

使用肥皂水(泡沫测试漏风)对升弓气囊及所有气动管路接口进行气密性测试，气动管路接口包括：与碳滑板连接管路接口、与气囊连接管路接口、自动降弓阀管路接口、与供风绝缘装置连接管路接口、与上下导杆连接管路接口、进入车内的连接管路接口等。检修中发现漏风问题时必须立即采取措施处理[6-8]。

3.4 受电弓运动部件润滑

受电弓与弓头支架连接处、气囊连接板与框架连接处、受电弓承力钢丝绳、气囊连接板后部支撑部位、上臂与下臂关节轴承、上导杆与下导杆关节轴承、减震器两端轴承、下臂与框架间连接转动部位等，均需要部件润滑。

3.5 升降弓时间与压力检测

从受电弓升起的瞬间开始计，直到受电弓接触到接触网为止，升弓时间应≤10 s，升弓过程平稳，受电弓不会发生顶网或者反弹问题。

从受电弓离开接触网的瞬间开始计，至受电弓完全落在支架上时为止，降弓时间≤10 s，降弓过程平稳。

用弹簧秤钩住弓头支架位置，使受电弓匀速上升然后匀速下降，测量高度范围为：(1 200±400)mm。上升和下降过程中弹簧秤的力值即为静态力，数值为(70±10) N[1]。

3.6 其他部件

检查APIM装置不得出现穿透性裂纹或碰撞痕；检查弓角外形，磨损或裂缝不得超过2 mm；检查弓头处导电线的扎带完好，当导电线破损达到其总横截面积约5%时需更换；检查阻尼器无漏油；上臂、下臂杆零部件无裂纹；弓角无裂纹；各连接螺母紧固，接触良好，放松标记无错位[6-8]。

4 结论

受电弓是动车组安全稳定运行的关键部件。目前，全部北京动车段20列京津城际CRH3C型动车组首轮四级修已基本完成。本文以CRH3C型动车组为例结合受电弓的结构组成，介绍了受电弓的检修要求。该检修工艺研究将对CRH3C型动车组法维莱受电弓首轮五级修以及今后日常检修标准的建立具有重要参考价值。

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Research on Maintenance Standard for CRH3C EMU Faiveley Pantograph of Beijing-Tianjin Inter-city Railway

ZHANG Changqing1DUAN Yangchun2

(1.Beijing EMU Depot, Beijing Railway Bureau, Beijing 102600, China ；2. CRRC Tangshan Co.,Ltd, Tangshan 063035,China)

The pantograph is a joined mechanical group that takes current from the overhead contact line and transfers it to the roof circuit. So the pantograph is one of the important components and it is complex and changeful for the pantograph of high-speed EMU. In this paper, the characteristics of design is briefly described for CRH3C EMU; and the operation control principle of rising pantograph and dropping pantograph is introduced. Based on the maintenance method and actual experience on site, the routine maintenance technology standard on components including carbon contact strips, pneumatocyst, components lubrication, air tightness of air hoses, rising and lowering times and other components of Faiveley Pantograph of CRH3C EMU is presented; the research on maintenance technology can help the maintenance operation of maintainer, improve the operation reliability and ensure operation safety on running for EMU.

CRH3C EMU of Beijing-Tianjin inter-city railway; Faiveley pantograph； structure and principle; maintenance standard

2015-12-21

张长青(1979-)，男，工程师。

1674—8247(2016)02—0058—03

U264.3+4

A