在高鐵技術(shù)的初期階段，日本、德國(guó)、法國(guó)等西方國(guó)家在高鐵技術(shù)的應(yīng)用與研發(fā)中處于領(lǐng)先的地位。他們各自的代表，如新干線系列、ICE系列、TGV系列都是世界高鐵中的名牌，都有著不俗的地位。雖然我國(guó)高速鐵路技術(shù)起步比較晚，但是如今中國(guó)高鐵技術(shù)在國(guó)際上也是一顆閃亮的星星。這幾十年里，我國(guó)通過(guò)技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收、合作和創(chuàng)新，先后成功的制造出自己的產(chǎn)品CRH系列以及CRH380系列，由于我國(guó)地勢(shì)多變以及氣候的多樣化，針對(duì)不同地區(qū)和適應(yīng)不同天氣的情況下，又研制了不同車速、不同牽引模式和滿足不同需求的動(dòng)車組。與以往的普速列車相比，如今的高速動(dòng)車組動(dòng)能更加充足，對(duì)環(huán)境更加環(huán)保，運(yùn)行過(guò)程中也更加安全便利，在往后的鐵路發(fā)展中，安全環(huán)保便捷也是其發(fā)展的方向與指標(biāo)。不過(guò)隨著高速鐵路的迅速發(fā)展，安全問(wèn)題也引起了廣泛的關(guān)注，從而受電弓的故障問(wèn)題也就此突顯出來(lái)了。受電弓是動(dòng)車組高速運(yùn)行時(shí)十分關(guān)鍵的部位，其常安裝于列車頂部，不同車型安裝的位置不同。它將軌道上方接觸網(wǎng)的高壓電傳遞給動(dòng)車組內(nèi)的能源裝置。高速動(dòng)車組在運(yùn)行前期，司機(jī)會(huì)在控制室進(jìn)行升弓操作，受電弓升起并與接觸網(wǎng)接觸，通過(guò)接觸，將接觸網(wǎng)的電流傳輸給車內(nèi)，提供給列車電能。在動(dòng)車入庫(kù)檢修作業(yè)和行駛時(shí)過(guò)分相時(shí)，受電弓會(huì)下降與車頂貼合，不再傳輸接觸網(wǎng)上的電流。受電弓的性能是否優(yōu)良會(huì)直接影響到動(dòng)車組的行車安全問(wèn)題。因?yàn)樗莿?dòng)車組與接觸網(wǎng)之間重要的傳輸橋梁，所以我們需要對(duì)其進(jìn)行定期檢測(cè)維護(hù)，保證動(dòng)車組能夠安全的行駛。如今對(duì)動(dòng)車組的提速越來(lái)越快，受電弓的問(wèn)題也緊跟其上，它的性能是否可以滿足我們的要求也成了迫切需要達(dá)成的問(wèn)題。CRH380B型動(dòng)車組基于德國(guó)西門子ICE3研發(fā)而成，最高時(shí)速可達(dá)380公里/小時(shí)，其采用CX-PG型受電弓，自2011年投入運(yùn)營(yíng)以來(lái)，也發(fā)生了大大小小的故障問(wèn)題。如受電弓升高時(shí)會(huì)卡主、升弓的速度太慢、柔性連接處磨損嚴(yán)重等問(wèn)題。為了保持能在動(dòng)車告訴運(yùn)行下的穩(wěn)定性，受電弓具有良好的空氣動(dòng)力性能，但是碳滑板與支持絕緣子等部件磨損較為嚴(yán)重，所以時(shí)常伴隨一系列的問(wèn)題發(fā)生。這不僅增加了人力物力，也會(huì)對(duì)受電弓上其它的零部件造成一定的破損，從而大大降低了受電弓的使用壽命以及安全性。由于我國(guó)正處于高速鐵路高速發(fā)展時(shí)期，對(duì)于受電弓的性能和維護(hù)主要集中在優(yōu)化弓網(wǎng)性能上，對(duì)實(shí)際運(yùn)用中遇到的檢修和維護(hù)問(wèn)題我們?nèi)匀贿€有不足之處，需要多多改進(jìn)。對(duì)于其它國(guó)家那些先進(jìn)的理念與技術(shù)我們也需要“取其精華，去其糟粕”，本文主要研究的內(nèi)容是針對(duì)CRH380B型車受電弓故障分析與處理。2.CX-PG型受電弓的構(gòu)造及工作原理2.1CX-PG型受電弓的基本參數(shù) 作為單臂受電弓的CX-PG型受電弓，其具有整體重量輕、安裝設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、整體的維護(hù)小等特點(diǎn)。CX-PG型受電弓由弓頭、框架、底架和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。絕緣子將底架支持的框架固定在車頂部，框架通過(guò)升弓彈簧支持弓頭，整個(gè)框架是由四連桿組成的，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)框架上的下臂桿來(lái)操控受電弓的升弓和降弓動(dòng)作。CX-PG型受電弓的基本參數(shù)額定電壓25kV額定電流1000A最大升弓高度2600mm最高運(yùn)營(yíng)速度450km/h最高試驗(yàn)速度380km/h工作溫度范圍-25℃~+50℃符合標(biāo)準(zhǔn)EN50206-1和EN501552.2CX-PG型受電弓的基本構(gòu)造圖2-1CX-PG型受電弓組成1底架2下臂3上臂4下拉桿5上拉桿6平衡系統(tǒng)7弓頭8自動(dòng)降弓裝置9APM裝置10減震器11銘牌13絕緣子17襯墊18止檔19管路主要部件功能:底架（1）:底架由封閉的矩形空心鋼管焊接而成，其上裝有支撐下支架軸承，上支架及下支架緩沖墊，運(yùn)輸掛鉤，降弓后支撐弓頭的支撐彈簧，升弓裝置等等。平衡系統(tǒng):平衡系統(tǒng)(6)由氣囊組成，氣囊通過(guò)下臂(2)的凸輪/彈性連接軸傳遞扭矩作用。弓頭（7）：弓頭安裝在一根位于上支架的軸上，葉片彈簧用于懸承被固定在托架盒內(nèi)的集電板。平行導(dǎo)向滑環(huán)確保碳滑板與接觸網(wǎng)的平行工作。每個(gè)碳滑板的單個(gè)懸承可實(shí)現(xiàn)最大的接觸特性，將磨損盡量減至最小。懸承架在水平和豎直力異常大時(shí)保護(hù)弓頭的葉片彈簀，防止其毀壞。整體的平衡使得弓頭能夠在接觸網(wǎng)上自由轉(zhuǎn)動(dòng)。自動(dòng)降弓裝置/系統(tǒng)（8）:ADD系統(tǒng)可以在碳滑板損壞時(shí)使受電弓自動(dòng)快速地降弓。降弓之后，如果碳滑板未修復(fù)，它可以阻止受電弓升弓。它以安裝在受電弓支架上的一個(gè)氣動(dòng)ADD閥為基礎(chǔ)，通過(guò)空氣管(包括碳滑板)作用。減震器:減震器(10)確保了高質(zhì)量的電流傳輸。它作為一個(gè)單動(dòng)式單元運(yùn)轉(zhuǎn)，作用于其向下運(yùn)動(dòng)時(shí)聯(lián)接系統(tǒng)中。銘牌（11）：標(biāo)識(shí)產(chǎn)品型號(hào)及其性能。絕緣子(13):絕緣子使受電弓與屋頂機(jī)械連接，并實(shí)現(xiàn)電氣絕緣。2.3CX-PG型受電弓的工作原理圖2-3-2CX-PG型受電弓的工作原理示意圖升弓的過(guò)程:操作人員從駕駛室中通過(guò)激活主供風(fēng)閥讓受電弓接受到動(dòng)作信號(hào)。主供風(fēng)閥中的壓縮空氣通過(guò)壓力調(diào)節(jié)進(jìn)入氣囊內(nèi)，大約需要7-9s后，受電弓開(kāi)始上升與接觸網(wǎng)接觸，直到靜態(tài)接觸力滿足要求后，壓力停止上升。動(dòng)態(tài)特性:受電弓的動(dòng)態(tài)特性取決于與減震阻尼連接的兩級(jí)懸掛。此系統(tǒng)能夠保證高質(zhì)量的受流性能。第一級(jí)懸掛由氣囊完成功能。氣動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)確認(rèn)保持氣囊的壓力恒定并與受電弓的升弓的高度無(wú)關(guān)。第二級(jí)懸掛由弓頭彈簧實(shí)現(xiàn)功能。受電弓的主要作用是利用車頂接觸網(wǎng)獲取和傳遞電流。氣動(dòng)控制單元向氣囊提供壓力，于壓力的作用下氣囊產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力并通過(guò)連接軸作用于鉸鏈處。受電弓的升弓速度也是由此設(shè)定的，通過(guò)氣動(dòng)控制單元調(diào)整壓力的大小，控制受電弓升弓高度，弓頭和接觸網(wǎng)之間也保持一定的靜態(tài)接觸力。降弓的過(guò)程:操作人員在控制室內(nèi)通過(guò)釋放主供氣閥實(shí)現(xiàn)的降弓命令。通過(guò)控制室的命令將氣囊內(nèi)的壓力空氣排出。受電弓因?yàn)闅饽覂?nèi)部壓力的降低而開(kāi)始降弓動(dòng)作，直至受電弓下降至底部。如果氣動(dòng)控制單元壓力空氣供應(yīng)中斷或者低壓電源供應(yīng)發(fā)生故障，受電弓會(huì)自動(dòng)降弓。隨著氣囊內(nèi)的空氣排空后，其內(nèi)部壓力不足，由重力的作用下會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)降弓的現(xiàn)象3.CRH380B型動(dòng)車組受電弓故障及原因分析3.1受電弓故障由于動(dòng)車高速行駛時(shí)，受電弓是唯一獲取電能供給車內(nèi)的設(shè)備，所以受電弓是整個(gè)動(dòng)車組最為關(guān)鍵的一環(huán)，一旦其發(fā)生了故障，會(huì)對(duì)正常行駛的列車帶來(lái)非常嚴(yán)重的影響。受電弓故障是指列車正常在線路運(yùn)行或者反庫(kù)維護(hù)檢修時(shí)，由于內(nèi)部原因或者外部原因造成受電弓處于非正常狀態(tài)或不能發(fā)揮其功能。3.1.1碳滑板故障原因分析 列車在正線上高速行駛時(shí)，碳滑板與接觸網(wǎng)直接接觸并摩擦實(shí)現(xiàn)受流，為動(dòng)車組獲取動(dòng)力。然而接觸網(wǎng)多由銅合金制成，碳滑板大多采用硬碳，接觸網(wǎng)硬度大于碳滑板，因此碳滑板的磨損程度會(huì)非常的大。我們?cè)谄匠５木S護(hù)檢修時(shí)，若未及時(shí)更換磨損上限的碳滑板，這會(huì)導(dǎo)致碳滑板內(nèi)部氣腔漏風(fēng)，受電弓會(huì)自動(dòng)降弓，致使受電弓不能正常的升起，導(dǎo)致受電弓故障。靜態(tài)接觸力壓力值異常時(shí)也會(huì)引起碳滑板的故障。正常的接觸力為70±5N，這樣既可以保證穩(wěn)定的受流，也能延長(zhǎng)碳滑板的使用壽命。如果接觸力壓力過(guò)小，在不平整的接觸網(wǎng)區(qū)域會(huì)造成受電弓的離線，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生刮網(wǎng)；如果接觸力壓力過(guò)大，碳滑板與接觸網(wǎng)的摩擦?xí)觿?，大大減少了碳滑板的使用壽命，嚴(yán)重的甚至?xí)斐苫寰植坷?，這樣會(huì)造成接觸導(dǎo)線彈跳拉弧，甚至刮弓現(xiàn)象?？偟膩?lái)說(shuō)，會(huì)引發(fā)碳滑板故障的有以下幾點(diǎn)：①碳滑板磨損漏風(fēng)；②異物撞擊導(dǎo)致漏風(fēng)；③進(jìn)風(fēng)管破損或失效；④產(chǎn)品質(zhì)量不佳；⑤原有缺陷未及時(shí)處理；⑥更換安裝不符合要求；⑦動(dòng)車運(yùn)行公里越長(zhǎng)，碳滑板使用壽命越短；⑧動(dòng)車速度越快，碳滑板磨損越大。3.1.2受電弓無(wú)法正常升起CRH380B型車受電弓在研制使用一段時(shí)間后，出現(xiàn)了一些問(wèn)題：受電弓升弓過(guò)程中會(huì)發(fā)出升弓故障的警報(bào)，受電弓無(wú)法正常升起。經(jīng)過(guò)后期的統(tǒng)計(jì)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)受電弓的故障總是發(fā)生在升弓初期或者換端過(guò)程中。列車的系統(tǒng)在接收到升弓命令后，將指令下達(dá)到各個(gè)部件，部件開(kāi)始工作，幾秒過(guò)后，受電弓控制模塊發(fā)出警報(bào)，動(dòng)車組控制模塊接收到警報(bào)后，停止對(duì)受電弓的升弓命令，受電弓由重力的作用下實(shí)現(xiàn)自動(dòng)降弓功能。受電弓的升起一般有電路控制，氣路驅(qū)動(dòng)，造成故障的主要原因有以下幾點(diǎn)：第一，總風(fēng)壓力不足，壓力值不能滿足驅(qū)動(dòng)受電弓升弓；第二，受電弓本身故障，如氣囊破損，內(nèi)部氣壓不夠，受電弓無(wú)法正常升起；第三，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通訊不良，受電弓的升降命令是通過(guò)電路信號(hào)傳送的，如果系統(tǒng)內(nèi)信號(hào)通訊不良，導(dǎo)致信號(hào)缺失也會(huì)造成受電弓不能正常的起降。這些故障都是以預(yù)防為主，日常的維護(hù)到位，對(duì)受電弓認(rèn)真仔細(xì)的檢查，嚴(yán)格依照維護(hù)計(jì)劃進(jìn)行，此類故障將降低出現(xiàn)概率。3.1.3支撐絕緣子故障原因分析 絕緣子的故障主要是以下幾點(diǎn)：一是絕緣橡膠的老化；二是異物打擊絕緣子破損；三是其本身存在質(zhì)量問(wèn)題；四是檢修時(shí)沒(méi)有及時(shí)對(duì)絕緣子進(jìn)行檢查清潔。 受電弓的絕緣子是由有機(jī)合成材料復(fù)合結(jié)構(gòu)絕緣子，主要由芯棒、金具、傘裙護(hù)套和粘接層組成。硅橡膠傘裙護(hù)套是絕緣子的外緣部分，主要是抗?jié)耖W和污閃性能，保護(hù)芯棒受大氣的侵蝕。金具是絕緣子機(jī)械負(fù)荷傳遞的部件，其與芯棒一起構(gòu)成連接件。因?yàn)榻^緣子整個(gè)外部的材料硬度偏軟，所以列車在高速行駛時(shí)所產(chǎn)生的空氣沖擊力會(huì)將絕緣子吹變形，最終會(huì)使整個(gè)絕緣子外部破裂。 污閃現(xiàn)象：霧霾中還有大量金屬離子與顆粒，大量粘附在絕緣子表面，在高壓電作用下，絕緣子會(huì)被擊穿，導(dǎo)致“霧閃”(也稱污閃)現(xiàn)象的發(fā)生。4.CRH380B型動(dòng)車組受電弓故障處理受電弓在列車運(yùn)行過(guò)程中是最基礎(chǔ)也是至關(guān)重要的一部分，它的主要作用是從接觸網(wǎng)上獲取電能將其傳輸給整列車，是溝通列車與接觸網(wǎng)的橋梁，所以我們?cè)谌粘５木S護(hù)處理過(guò)程中需要及對(duì)故障部位進(jìn)行處理。日常對(duì)受電弓的檢查也是不能省略的步驟：檢查受電弓在行車過(guò)程中的磨損情況，碳條安裝要堅(jiān)固；檢查底架橡膠防止變形；檢查受電弓是否有變形斷裂的情況；檢查軸承和受電弓的銜接處是否可以靈活的升降；檢查受電弓是否可以靈活升降；檢查各線路是否有破損，接觸不良等問(wèn)題。對(duì)于故障的處理我們需起到足夠的重視，但是對(duì)于那些未發(fā)生的故障，我們的預(yù)防措施也同樣重要。4.1列車庫(kù)內(nèi)檢修故障處理對(duì)于新部件要有嚴(yán)格的質(zhì)量把關(guān)。受電弓碳滑板安裝應(yīng)堅(jiān)固，集電頭應(yīng)完整，并進(jìn)行振動(dòng)檢查(用工具錘緩慢敲打)，觀察碳滑板應(yīng)堅(jiān)固，無(wú)剝離。由于受電弓在動(dòng)車高速運(yùn)行下需要承受非常大的空氣阻力，同時(shí)惡劣的天氣情況也是對(duì)受電弓有著巨大的考驗(yàn)，所以受電弓在制造設(shè)計(jì)以及制造環(huán)節(jié)需要足夠強(qiáng)的強(qiáng)度保證，能夠適應(yīng)各種突發(fā)情況，避免在使用時(shí)斷裂、破損等故障。列車進(jìn)行入庫(kù)作業(yè)的時(shí)候需要認(rèn)真仔細(xì)的工作。及時(shí)的修復(fù)由于列車運(yùn)行所帶來(lái)的正常損傷。對(duì)于一些自己無(wú)法處理或者時(shí)間緊迫不能仔細(xì)排查的故障，我們可以選擇直接更換整個(gè)零部件并調(diào)試保證能夠正常的運(yùn)行使用。對(duì)于其它日常維修我們要注意碳滑板表面的清潔工作以及使用狀態(tài)，測(cè)量殘余厚度是否適宜；檢查受電弓的各個(gè)零部件是否緊固，對(duì)于松動(dòng)的零件需要加固；針對(duì)于絕緣子，不允許上面有裂紋，并且對(duì)其需要日常清潔工作；碳滑板需要仔細(xì)檢查，是否平整，不允許有凸凹的地方；靜態(tài)接觸力要調(diào)整在適當(dāng)?shù)闹涤騼?nèi)，傳動(dòng)風(fēng)缸通壓縮空氣，受電弓和傳動(dòng)風(fēng)缸之間無(wú)作用力。對(duì)車頂部的受電弓以及其他高壓設(shè)備及時(shí)清潔。絕緣子、管路、弓架等部件需要每日返庫(kù)清潔，尤其是在大雨、霧霾等惡劣天氣情況下，及時(shí)清理表面的灰塵、油污等，可十分有效的避免發(fā)生污閃等特殊情況。庫(kù)內(nèi)的故障處理也大多是以預(yù)防為主，在日常維護(hù)時(shí)，嚴(yán)格按照檢修制度，在日后行車過(guò)程中會(huì)避免許多不必要的故障。4.2如何避免受電弓故障4.2.1受電弓性能檢查我們對(duì)于受電弓靜態(tài)接觸力的測(cè)量需要十分嚴(yán)格的進(jìn)行。由于靜態(tài)接觸力會(huì)影響到受電弓的升弓操作。一般確認(rèn)受電弓壓縮空氣的壓力值在允許范圍340KPa-420KPa之間，然后可以發(fā)出升弓的命令操作，車頂工作人員目視受電弓的升起全過(guò)程。在確認(rèn)靜態(tài)接觸力在允許范圍時(shí)，工作人員在司機(jī)室可以發(fā)出升弓的指令，車頂工作人員觀察受電弓的整個(gè)升起狀態(tài)，是否平滑并記錄其所需要的時(shí)間。降弓操作與之相同。4.2.2受電弓外觀檢查對(duì)于碳滑板的檢查是針對(duì)其外觀是否完整或缺陷，測(cè)量碳滑板上碳條的磨耗程度，當(dāng)受電弓的使用正常磨耗到最低標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，剩余碳條高度低于5毫米，我們就必須對(duì)其進(jìn)行更換。另外，如果碳滑板出現(xiàn)有大塊的碳?jí)K和裂紋；滑板邊緣有大寬度的裂紋；滑板上有縱向貫穿裂紋；碳滑板的形狀嚴(yán)重變形；滑板斷裂；連接處有漏氣現(xiàn)象。如果遇到以上情況，那么我們也必須對(duì)碳滑板進(jìn)行更換，以防運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生受電弓故障。對(duì)于受電弓部分零件的檢查。我們首先要對(duì)于弓頭以及支架等附屬零件進(jìn)行目測(cè)，判斷有無(wú)問(wèn)題。其次，我們對(duì)弓角的涂層進(jìn)行檢查，確保沒(méi)有損傷掉落。然后我們要目測(cè)底架橡膠，確認(rèn)它沒(méi)有老化變形，仍然具有工作性能。最后我們需要看氣囊裝置，檢查是否漏氣，檢查阻尼器，確認(rèn)外觀良好無(wú)松動(dòng)，檢查各部件上的螺栓，無(wú)松動(dòng)，其位置在紅線準(zhǔn)線上。結(jié)論當(dāng)今動(dòng)車組的快速升級(jí)所伴隨的受電弓故障問(wèn)題不能忽視，面對(duì)問(wèn)題我們需要仔細(xì)維修檢查，對(duì)于損壞嚴(yán)重的部件及時(shí)更換，確保列車在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)發(fā)生突發(fā)故障。受電弓故障所牽涉的范圍交廣，科研和運(yùn)用部門、供電和機(jī)務(wù)等部門需要良好的溝通與合作，對(duì)于突發(fā)故障需要及時(shí)溝通，