地铁车辆受电弓电气原理分析及常见故障处理的方法

摘要：地铁车辆受电弓是线网接触型地铁车辆主要的供电设备，受电弓的安全稳定工作直接决定了车辆的上线率和安全指标。在受电弓的调试过程中，受电弓不能正常工作，从而影响调试正常生产进度。本文主要概述了苏州6号线地铁车辆受电弓的作用及构造动作原理、电气控制原理、常见故障及相关方面进分析。对调试过程中出现的类似问题的解决具有较好的借鉴意义，并对提高工作质量和快速排查故障具有更深的了解。

关键词： 地铁车辆  受电弓故障处理

前言在地铁调试过程中，通过对受电弓部分常见的控制电路、风路、机械故障进行分析并总结出更快速解决故障的一般步骤和诊断方法。它对于地铁受电弓正常运营日常维护与检修提供参考，这里针对车辆受电弓常见故障原因进行一些分析，并探索出有效的处理方案。

受电弓的作用及构造动作原理

作用

受电弓通常安装在B车的二位端，它是将架空接触网线的电能通过碳滑板接触传输至车体内外的设备，从而使地铁车辆能够正常运行。

构造

受电弓一般分为单臂和双臂受电弓两种。单臂受电弓结构简单，尺寸小，重量轻，调整容易，具有良好的动特性，高速时动态跟随性及受流特性较好等，现在轨道车辆均采用，它主要是由集电头、铰链、底架三部分组成。

3.动作原理

（1）升弓：受电弓的上升通过进入气囊的压缩空气来进行控制。电磁阀得电，压缩空气通过气路装置，气囊受到压缩空气的作用膨胀抬升，使得蝴蝶座通过钢丝绳拉拽下臂杆。这样，受电弓在钢丝绳的作用下，将随着气囊膨胀的大小而先快后慢地升弓。

（2）降弓：受电弓的下降通过受电弓的气囊装置释放压缩空气来进行控制。升弓电磁阀失电，升弓阀板风管路关闭，气路被切断，同时升弓气囊开始排气，受电弓靠自重迅速地降弓，整个降弓过程先快后慢，直至落弓位，降弓完成。

4.ADD自动降弓保护装置

它是由由ADD测试阀、关闭阀和快速降弓阀构成。正常升降弓时ADD阀不工作，其内部通过节流阀持续向碳滑板毛细气管供气，维持气压平衡。ADD测试阀模拟碳滑板泄漏，检测ADD阀功能及气管通畅性。

当压力开关损坏或气管漏风致管路气压下降时，装置触发信号，切断主气路和断路器，快速阀排空气囊压缩空气，使受电弓快速下降，避免带载降弓拉弧损坏弓网设备。

二．受电弓的电气控制原理

1.受电弓使能联锁控制

TC1车激活后，MP1车TAOR与远端MP2车TAIR得电，两端高压箱转换开关置受电弓位锁紧。此时远端MP2车通过PANEBR供电，KFCB闭合后经二极管、TAOR常闭触点B2/B3进入MP1车高压箱。因MP1车TAOR得电，其常开触点D2/D3闭合，MP1车PANEBR得电，继而触发MP2车PANEBR得电。

若两端高压箱未置受电弓位，断开ZVRCB使两端ZVR继电器失电，通过ZVR常闭触点A2/A3，两端PANEBR得电。

2.列车正常模式升降弓

（1）升前弓： 激活钥匙，非FAM模式下PCS置升前弓位，接通（7，8）（1，2）点位，升弓列车线得电。MP1/MP2车PANEBR得电，PANEBR（5，9）闭合，经LPR常闭触点（3，13）触发MP1车RPTR得电。闭合PTCB后RPTR自保回路形成，电磁阀开启，MP1车弓升起；远端MP2车因同时接收升/降弓指令，LPR得电断开其常闭触点（3，13），RPTR无法得电，MP2车弓不升。

（2）升后弓：PCS置升后弓位，接通（3，4）（5，6）点位，MP1车LPR得电断开常闭触点，RPTR不动作；MP2车RPTR得电形成自保，电磁阀开启，MP2车弓升起。

（3）升双弓：PCS置升双弓位，接通（3，4）（7，8）点位，两车仅收升弓指令，RPTR得电自保，电磁阀开启，双弓升起。

（4）降弓：PCS置降双弓位，接通（1，2）（5，6）点位，两车LPR得电，其常闭触点（3，13）延时1秒断开，RPTR失电，电磁阀关闭，双弓延时1秒下降。拍蘑菇按钮也可触发LPR得电降弓。

手动辅助升弓

MP1/MP2车各配置辅助压缩机和脚踏泵。

有电无气时：MP1车启动辅压机，气压达9.0bar后停止，操作二位三通阀升弓，自举唤醒列车；无电无气时：MP2车通过脚踏泵升弓。

三、常见的故障分析与排查方法

1.控制电路原因

由于电路中元器件损坏、电路接线错误、接触不良等原因导致控制电无法到达。以下几种情况下，升弓操作将不能进行。

本单元钥匙未激活

无受电弓使能（如三位转换开关不在受电弓位）

电路中接线错误

蘑菇按钮被按下

5）电器元件损坏（升降弓继电器、升弓电磁阀等）

2.风路原因

压缩空气质量差（含杂质、水分多）导致管路锈蚀、堵塞，风路不通时，升弓失败原因如下：

管路风压不足（主风压低/辅压机故障）；

塞门二位三通阀处于切除位；

管路连接不完整/错误。

3.机械原因

机械卡位引起在压缩空气送到风缸后无法推动受电弓升起或升不到位，如受电弓升弓插销未取、气囊、转轴等部件变形。

4.常见故障案例

故障现象1：苏州6号线15列调试时，TC2车断主控钥匙，后弓

无法保持。

原因分析：TC2车主控钥匙激活且受电弓转换开关置双弓位时，升后弓列车线得电，RPTR继电器吸合→升弓电磁阀开启，后弓升起；主控钥匙断开后，通过RPTR常开触点自保维持升弓状态。

解决方法：检测RPTR常开触点：上端带电、下端无电→继电器得电后触点未闭合，更换RPTR后故障消除。

故障现象2：贵阳3号线28列在TC1车操作降弓按钮时，降弓

正常，而拍下蘑菇按钮，MP2车不降弓。

原因分析：TC1车操作降弓按钮时MP2车降弓正常（降弓列车线得电），但TC2车操作蘑菇按钮降弓正常，判定TC1车至远端降弓列车线路径不通。

解决方法：通过布线图分段测量，最终确定到远端降弓列车线的线束连接器点位插错，经调整后，在TC1车拍蘑菇MP2车降弓正常，故障消失。

故障现象3：南通2号线14列动调过程中，2车受电弓与接触网

间产生电弧。

原因分析：产生电弧原因是由于受电弓与接触网之间存在一定间隙间隙，电压较高时将处于自持放电阶段，导致气隙击穿并转为弧光放电产生大量电弧，可能存在：①受电弓接触压力低；②弓头转动不灵活或变形。

解决方法：停车检查受电弓供风系统，通过排查发现2车受电弓气路板管接头漏气，导致受电弓接触压力不足，产生电弧。经处理后，管路保压正常，受电弓电弧故障现象消失。

结论

地铁受电弓故障集中于三类：电路、风路及机械。排查时需理清思路，结合原理图与现象由易至难推进。线路故障可按对半法分区定位（如先分半段再逐步缩小范围），或利用旁路开关/替代法快速锁定故障点，提升效率。

参考文献

苏州6号线电气原理图

地铁受电弓用维护说明书（中车株洲电力机车有限公司城轨开发部出版）

贺飞，肖虎，等.浅析地铁车辆受电弓日常维保与故障排查[J].技术与市场，2016.3

方松，高红星.地铁车辆受电弓故障分析[J].机械，2014.11