城市轨道交通受流器检修分析

上海工程技术大学毕业设计（论文）城市轨道车辆受流器检修分析PAGEIII上海工程技术大学毕业设计（论文）城市轨道车辆受流器检修分析PAGEI目录摘要 1ABSTRACT 20绪论 40.1研究意义 40.2国内外现状 40.3研究内容 50.4研究方法 51城市轨道交通受流方式分析 61.1接触网式受流方式分析 61.2接触轨式受流方式分析 92受流器结构分析 122.1.受电弓受流器 122.1.1底架 122.1.2上框架 132.1.3弓头 132.1.4升弓和降弓装置 142.1.5挂钩及最低位置指示器 152.2第三轨受流器 162.2.1集电靴 162.2.2端部弯头 162.2.3接触轨接头 172.2.4防爬器 182.2.5绝缘底座和防护罩及支撑 193受流器故障分析 203.1受电弓受流器常见故障分析 203.1.1滑板磨耗 203.1.2弓网拉弧 203.1.3滑板偏磨 213.1.4刮弓 213.1.5升弓、降弓故障 223.2第三轨受流器常见故障分析 224受流器检修分析 244.1受电弓受流器检修分析 244.1.1预防性维护 244.1.2升弓和降弓装置的操作检查 244.1.3检查接触力 254.1.4检查部件 274.1.5调节升弓降弓时间的检查 274.1.6检查操作压力 284.1.7检查最低位置指示器 284.1.8检查碳滑板 304.2第三轨受流器检修分析 314.2.1接触轨检修 314.2.2集电靴检修 324.2.3连接板检修 324.2.4隔离开关的检修 334.2.5防爬器的检修 334.2.6其他设备的检修 345受电工静态压力检测试验 355.1检测方案及装置 355.2实验 365.3接触压力故障及检修分析 386总结 397参考文献 408致谢 429译文 4310原文说明 55上海工程技术大学毕业设计（论文）城市轨道车辆受流器检修分析PAGE57上海工程技术大学毕业设计（论文）城市轨道车辆受流器检修分析PAGE58摘要城市轨道交通车辆受流器是车辆及其重要的电器部件，用来将电能传递给车辆的重要组成部分，受流器的安全可靠工作是轨道交通车辆能够正常运行的保证。所以必须对不同类型的轨道车辆受流器做深入的分析，了解其组成部分的结构、控制方式及工作原理，对经常出现的故障进行深入研究，分析总结出满足要求的检修方法，并能够提出改进方法，对轨道交通车辆能够正常运行具有重要的研究意义。本文在通过大量的查询资料和调研基础上，对城市轨道车辆受流器故障及检修分析现状进行了介绍，对城市轨道车辆受流器的结构及组成，车辆受流器的各种故障，车辆受流器的检修方法进行了研究。同时还设计了一种新型的受电弓静态压力检测方案,并对1:1受电弓模型进行了实验检测。通过对城市轨道车辆受流器结构原理的研究和分析，了解到受流器可能出现的故障以及出现故障的原因,有利于对受流器进行日常的保养和维护，与此同时在受流器出现故障时也能进行快速的检查和维修，保证了城市轨道车辆的受流可靠性,从而提高了城市轨道交通车辆运行的可靠形和安全性。关键词：受流器；受电弓；受流靴；故障检修UrbanrailvehiclemaintenancebyflowisanalyzedABSTRACTThecollectorofurbanrailtransitvehicleisaveryimportantelectricalcomponentofthevehicle,whichisusedtopasselectricalenergytothevehicle.Asafeandreliablecollectoristheguaranteeofthenormaloperationofthevehicle.Itisnecessaryforustogiveanin-depthknowledgeofthedifferenttypesofcollector,understandingitsstructure,formsofcontrolandprincipleofoperation,conductinganin-depthresearchofthefrequentfailure,analyzingandsummarizingtheneedsoftherequirementsofmaintenanceandputforwardimprovedmethod.Therefore,ithasanimportantsignificanceonvehiclesrunning.Thisarticlewhichisbasedonamountsofinformationandresearchintroducedthetroubleshootingofcollector,andconductedaresearchonthestructure,composition,variousfailureandmaintenancemodesofthecollector.Italsodesignedanewtypeoftestingprogramofthestaticpressureofthepantographandhada1:1pantographmodelofexperimentaltesting.Throughtheresearchandanalysisofthestructuralprincipleofthecollector,learningaboutthepossiblefailuresorfaultsofcollectorisgoodforthedailymaintenanceofcollector.Atthesametime,whenthecollectorhasafailure,itcanalsoconductaquickinspectionandmaintenance.Itisnotonlyguaranteedbytheflowofurbanrailvehiclereliability,butalsoimprovesthereliabilityandsecurityofurbanrailtransitvehiclesrunning.Keywords:currentcollector,pantograph,Byflowboots,correctivemaintenance城市轨道车辆受流器检修分析林鹤1044091250绪论0.1研究意义随着城市轨道交通在国内的迅速发展，对于城市轨道交通牵引供电受流装置的可靠性、安全性提出了更高的要求[1]。列车高速运行，受流是一个很大的障碍。只有较好的受流，才能为列车提供足够的电能。而受流性能受到许多因素的影响，如接触悬挂的弹性系数、受电弓的性能、接触线的材质、抬升量、接触悬挂类型以及列车的运行速度、加速度等。城市轨道交通车辆受流器是车辆及其重要的电器部件，用来将电能传递给车辆的重要组成部分，受流器的安全可靠工作是轨道交通车辆能够正常运行的保证。所以必须对不同类型的轨道车辆受流器做深入的分析，了解其组成部分的结构、控制方式及工作原理，对经常出现的故障进行深入研究，分析总结出满足要求的检修方法，并能够提出改进方法，对轨道交通车辆能够正常运行具有重要的研究意义。0.2国内外现状国内，地铁公司车辆常规检测时，是将受电弓升到最大工作高度后，工人师傅将一个测力计挂在弓头横管上，慢慢往下拉，并读出接触力的值,升弓和降弓的时间是用秒表来测量[2]。目前国内的研究方案还有，使用的便携式电力机车受电弓检测仪，主要由平台和主机两部分组成[3]。现场检测时,首先把主机置于一端司机室内，平台置于该端受电弓弓头下方的车顶大盖上,然后用电缆把主机和平台连接、主机与受电弓控制阀和110V电源连接。测试时，主机发出检测命令，平台内置的电机与受电弓匀速同步动作。平台内的压力传感器和测高传感器，把采集的信息通过电缆传到主机，由主机进行数据收集、处理、显示,并转储到班组计算机打印。此中技术尚不成熟，并且存在一定的缺陷。国外，接触压力检测系统采取测量受电弓滑板支持机构对滑板的反作用力的方法来测量在列车高速运行弓网动态接触、接触线在受电弓滑板上的接触点上的接触压力。接触线与滑板间的接触压力,通过滑板作用在滑板支持机构上,滑板支持机构对滑板产生反作用力,通过测量反作用力来测量接触点处接触压力。0.3研究内容（1）了解城市轨道车辆受流器故障及检修分析现状；（2）研究城市轨道车辆受流器的结构及组成；（3）研究城市轨道车辆受流器的各种故障；（4）研究城市轨道车辆受流器的检修方法；0.4研究方法通过调研，大量收集我国现在各个城市所采用的城市轨道交通受流器的种类，对每种受流器的组成结构进行科学分析，针对每种受流器所可能出现的故障进行收集归类，并进行深入的探讨总结。并且针对于各种故障进行故障排查分类，结合现有的检修方法检修设备以及正在进行研究当中的检修方法和设备进行探究，得出更为优化的方案。1城市轨道交通受流方式分析1.1接触网式受流方式分析接触网系统是将牵引变电所输出的电能通过受电弓传送给电客列车的输电系统[4]。图1.1接触网受流方式原理接触网的供电方式每个牵引站仅对其两侧区间供电，供电距离过长，电压降也就越大，会使两端电压过低电能损耗过大；供电距离偏短，则牵引站数量增多，投资也增加。供电距离、接触线截面与接触网供电方式有关。接触网的悬挂类型大致为三种：简单悬挂，链形悬挂，刚体悬挂。不同的类型其电线粗细、条数、张力都是不一样的。架空线的悬挂方式，要根据架线区的列车速度、电流容量等输送条件以及架设环境进行综合勘察来决定要采取什么方式。（1）简单悬挂简单悬挂方式结构简单，支柱高度低，支持装置承受的负荷较轻，但是弛度大、弹性不均匀。为改善这一状况，一般在悬挂点处增加一个倒Y形的弹性吊索，称为弹性简单悬挂，相应改善了悬挂点处的弹性和运行状况。由于弹性简单悬挂建造费用低，施工方便维修简单，城市电车或轻轨往往采用这种悬挂方式。地铁为了减少隧道净空，采用以弹性支座或弓形腕臂作支持部件的简单弹性悬挂。（2）链形悬挂接触线通过吊弦悬挂到承力索上的悬挂称为链形悬挂。链形悬挂承力索悬挂于支柱的支持装置上接触线通过吊弦悬挂在承力索上，使接触线增加了悬挂点，调节吊弦可以使整个跨距内接触线对轨面保持一致高度。由于接触线是悬挂在承力索上的，因而基本上消除了悬挂点处的硬点，使悬挂线的弹性在整个跨度内都比较均匀。显然，链形悬挂比简单悬挂性能好得多，但结构复杂、投资大、施工维修调整较为困难。链形悬挂的类型很多，可以按悬挂链数分为单链形悬挂、双链形悬挂和多链形悬挂。按线索相对于线路中心的位置，又可以分为直链形接触悬挂、半斜链形接触悬挂、斜链形接触悬挂。对城市\o"轨道交通"轨道交通，因其运行速度不太高，列车功率也不太大，一般多采用简单链形悬挂，应用速度可达100km/h以上。（3）刚性悬挂刚性悬挂又称刚性接触网，是一种区别于传统柔性接触网的供电方式。1962年日本东京营团地铁日比谷线开通时，考虑可能发生断线事故而要有保护措施、洞内维修作业较复杂等问题，以及隧道断面比三轨供电要大幅扩大的情况，开发了地铁用的新的刚性悬挂方式。现在通过10多个国家、30多条地铁的运营，经过不断改进设计，刚性接触网系统已日臻完善，非常可靠。如营团地铁南北线使用的刚体悬挂：采用铝合金T型汇流排和铝夹耳来夹持铜导线，设计简单，施工容易；T型汇流排截流截面大，减少电阻40%以上，无须辅助馈电线，使得其结构简单紧凑，节省隧道净空，节省投资；导电铜线不受张力，应用可靠，耐磨性好；接触网系统零部件少，大大降低了维护成本。（4）接触网受流方式的优缺点接触网受流方式具有以下优点：1）从安全角度来讲，地面交通，在市区平交运行的有轨电车或轻轨车采用架空接触网，牵引网压等级较高时，保证了一定的绝缘距离，使之更为安全。2）接触网所采用的直流1500V电压相对于直流750V的第三轨供电，供电效率更高。3）从经济的角度，架空式接触网由于接触线的造价相对于第三轨叫便宜的很多，因此在前期工程中，接触网头次较少。4）传输功率与速度水平方面，较高的电压在同等条件下能够传输较大的功率。接触网受流方式具有以下缺点：1）从维修的角度来看，架空式接触网要定期进行检查维护，洞内维修作业需要专用的接触网检查车，维修周期短、费用高、备品备件需要量大。2）在城市环境的适应性方面，架空式接触网需要架设支柱，支持悬挂接触网要安装腕臂或横跨，横跨由金属桁架或横向承力索、上下定位绳组成。在城市中间密布支架和电线网，影响市容，有碍观瞻。3）从经济效益方面，接触网式受电弓虽然前期投入较少，但是后期维护成本较大，所需人力物力叫多，但目前其他城市新建的地铁线路均采用刚性受流，在此方面可以减少一定的维修资本。1.2接触轨式受流方式分析城市轨道交通的第三轨系统又称钢铝复合接触轨系统，是将电能传输到城市轨道交通系统电力牵引车辆上的装置[5]。第三轨系统通过车辆的受流器将电能传送给电力牵引车辆。第三轨一般是刚性、无偏转地固定安装在轨旁车辆限界之外的支架上。根据车辆受流器从接触轨的取流方式不同，接触轨的安装方式可分为：上接触、下接触、侧接触三种方式。（1）上接触式上接触式接触轨直接放在支持绝缘子上，安装于走行轨的一侧，车辆的集电靴从接触轨上表面取流。接触轨的上方和一侧有防护罩保护，对人员接近和冰雪侵扰有一定防护作用。（2）下接触式下接触式接触轨向下安装在特殊的防护罩的内侧，防护罩集防护和支持功能为一体，安装在走行轨的一侧。接触轨的上方和两侧都被防护罩屏蔽，车辆的集电靴从接触轨下表面取流。图1.2下接触式集电靴和第三轨的实物照片下接触式接触轨的主要缺点是比上接触式接触轨的运营维护工作量较大，相应费用较高。下接触式接触轨向下安装在防护罩的内侧，接触轨重量对于整体结构起不到稳定作用的，因此对防护罩的结构有特殊要求，否则其变形可能会引起接触轨的变形，进而影响到车辆的受流。在检查维护时，必须打开防护罩才能观察到接触轨机械连接和电气接续部件的状态。（3）侧接触式侧接触式接触轨类似于上接触式接触轨，都是安装在瓷绝缘子的上部，主要区别是接触轨外形不同，对着车辆受流器的侧立面较为平直。主要优缺点也与上部受流方式基本相同。接触轨式受流方式具有以下优点：（1）第三轨安装在轨道梁上，电动车辆取流靴与第三轨接触面大且对其磨损极小。由于其单位电阻值低，因此可减少牵引变电所的数量和投资，降低能耗。对城市轨道交通而言，运输密度大，间隔小，在夜间停运很短的时间内进行定期检修比较困难。维修工作不均衡会造成劳动力组织的困难与浪费，因此基础设施的少维修化具有非常重要的意义。第三轨作业不需要专门的触网作业车，这项也能够节约很大的成本投入。（2）采用第三轨方式供电，即通过集电靴（钢铝复合材料）供电，用电时放下集电靴，不用时收起集电靴（犹如飞机的起落架）。（3）采用第三轨供电，尽管建设阶段造价较高，但节省了架电杆、土方、用材、施工、维修等大量工程和费用，而今后的可靠性高，维修费用低，设计使用期长达30年，其经济效益不可估量。而且，第三轨供电具有免于维修、景观美丽、节能环保等优点。（4）接触轨安装直接在地面进行，安装简便易行，相比接处网、刚性悬挂等地铁受流方式均更便于安装及维护。初期投资相对接触网、刚性悬挂略高，但就长期价值进行比对，具有后续维护量小、维护简便的优点。（5）第三轨供电与公路交通相比，具有没有尾气，噪音小，拥有独立的通道和路线，便于集中管理，占地面积小，节能减排等优势，提高了土地使用率，大大节约了土地使用面积。接触轨式受流方式具有以下缺点：（1）从技术角度来讲,由于集电靴在高速之下难以准确地抓紧带电轨，故采用第三轨供电的线路速度不能太高。理论上来讲，采用轨道供电系统的列车的时速上限是160公里（2）在设备抢修时，因为第三轨靠近抢修现场，而停电进行作业不太现实，若在施工过程中，工具如果误碰第三轨，就可能造成人员伤亡、财产损失的恶性事件。总之采用第三轨供电后，在线路上进行的设备维护、施工、保养等作业，必须在第三轨停电的情况下方可进行。特别是运营时间内的设备抢修，对于行车组织非常麻烦，停电不合实际，不停电又存在一定的安全隐患（3）对于运营其他部门来讲，备用车司机、车辆检修人员进出折返线，因接触轨就在旁边，存在触电的可能性；当远动遥控线岔无法实现，需要站务人员手摇道岔接发列车时，因不可能停电，所以也存在触电可能性；（4）大风、雨雪天气，乘客的雨伞等金属物品吹落轨道，因为金属短路，造成跳闸（武汉发生过一次乘客雨伞触碰第三轨）等事件；而且对于乘客跳轨、物品落入轨道等事件，处理起来也相对较麻烦，当然安装屏蔽门的线路就不会不存在此现象。2受流器结构分析2.1.受电弓受流器受电弓受流器是城市轨道车辆较普遍采用的受流器之一，按照外形结构可分单臂弓和双臂弓两种，按照传动方式可分为气动式受电弓和电动式受电弓两种，按照传动设备有可分为弹簧式受电弓和气囊式受电弓[6]。受电弓的主要结构都是由底架、上框架、弓头、升弓和降弓装置、挂钩、最低位置指示器几部分组成，本文中我们以SBE920型单臂受电弓来进行介绍。2.1.1底架1.下臂杆支点2.升弓和降弓装置的连接点3.下部导杆的支点4.电源电缆的连接点5.缓冲器6.最低位置指示器的连接点7.挂钩的连接点8.底架9.绝缘子10.冲击支座图2.1底架底架与绝缘子一起安装在车辆顶盖上。它由方形空心管、角钢和焊接板组成。底架支撑下臂杆枢轴，升弓和降弓装置的连接点，以及下部导杆的枢轴点。电源电缆连接点位于底架上且镀了铜。另外，最低位置指示器以及销钩的连接点焊到底架上。为了吸收受电弓的冲击力，冲击支座和缓冲器分别安装在底架上。2.1.21.底架2.绝缘子3.下臂杆4.下部导杆5.上臂杆6.上部导杆7.弓头图2.2受电弓侧视图上框架是一个多角形的铰链，而移动中的弓头连在一个稍微弯曲的垂线之后。上框架由以下部件组成：下臂杆下部导杆上臂杆上部导杆。2.1.3弓头弓头是直接与接触网接触的元件。其质量与支撑框架比较已经减到最低限度。弓头由4块带羊角的碳滑板组成，且与弓头支架用螺栓连接。弓头悬挂由4个带螺旋状压缩弹簧的弹簧盒组成，在30mm1.碳滑板2.端角3.弹簧盒4.横向管5.上臂杆6.挂钩7.张力线图2.3受电弓前视图2.1.4升弓装置控制受电弓把弓头上升至与架空接触线接触，而降弓装置控制受电弓把弓头下降脱离与架空接触线的接触[7]。如图2.2所示，所要求的上升力由张力簧产生，下降力由弹簧力制动缸产生。两个平行的张力簧作用在下臂杆轴的杠杆上。弹簧悬挂的杠杆的有效长度根据调节螺丝的变化而变化，在连接片中，在某种程度上，整个工作范围都有一个恒力。一个带反弹簧的弹簧力制动缸安装在底架上，它由处于下臂杆轴上的活塞杆和杠杆启动。通过活塞杆在活塞导管中松弛地引导，受电弓升弓和降弓不受影响。1.上臂杆2.张力簧3.弹簧力制动缸4.下臂杆轴5.风箱图2.4受电弓俯视图（受电弓处于降弓位置）2.1.5挂钩及最低位置指示器（1）挂钩挂钩用螺丝固定在底架上，并把受电弓锁在最低位置[8]。如图2.3所示，挂钩在开始维护之前使用。在开始维护之前，必须有一个人来把弓头紧固在底架上，这样在受电弓上工作时，受电弓不能移动。维护工作结束之后，挂钩必须解开。（2）最低位置指示器如图2.1所示，最低位置的显示器的连接点用螺栓与底架相连接。当受电弓处于最低位置时，它把电信号传递到控制系统。2.2第三轨受流器2.2.1集电靴集电靴是指安装在列车转向架上，为列车从刚性供电轨（第三轨）进行动态取流（采集电流），满足列车电力需求的一套动态受流设备[9]。通过对城轨列车的运行姿态、钢铝复合供电轨排布方式与特点、动态受流的技术要求、电气绝缘要求、动态受流的摩擦副匹配要求等系统性的研究基础上，科学合理地选取摆动杆件的运动范围、受流摩擦副的接触正压力、受流滑靴的材料，科学合理地设计受流组件的结构以及绝缘结构，满足列车的动态受流的工况要求，减少集电靴的维护需求，实现列车的动态稳定与可靠地受流，为列车的稳定运行提供电源保障。2.2.2端部弯头端部弯头是安装在接触轨断口处与接触轨相连接，用于引导受电靴可靠过渡或平稳离开接触轨的受流面的部件。为了保证集电靴从一个锚段顺利过渡到另一个锚段，而安装在接触轨锚段两端、向上翘起的特制钢铝复合轨。分为正线和车场线两种，正线长度为5.2m。车场线弯头长度为3.4m图2.5端部弯头实物2.2.3接触轨接头接触轨接头分为普通接头、膨胀接头和绝缘接头三种。（1）普通接头普通接头即相邻的两根接触轨的连接固定。普通接头采用钢制鱼尾板进行各段导电轨的连接，要求接头与支撑点的距离不小于600mm。每一套普通接头配有紧固件4套，每套包括M16型螺栓、碟形弹垫各一个，螺母、平垫各两个，采用双螺母可防松。碟形弹垫和平垫为不锈钢材质。普通接头本体上有四个Φ17孔，且对称分布。1接触轨2连接螺栓3鱼尾板图2.6普通接头连接形式（2）膨胀接头膨胀接头是连接两段接触轨，用于补偿接触轨因热胀冷缩产生的长度变化的部件。这种接头分成三段接触轨，中间轨较短，两侧轨较长，长轨与短轨之间通过鱼尾板连接，以保证集电器能够顺利通过膨胀接头，膨胀接头的总长为1775～1995mm，小于接触轨的支撑间距。膨胀接头的安装位置在接触轨两支架之间任意安装，但应距支撑点不小于600图2.7膨胀接头的安装效果图（3）绝缘接头绝缘接头起电分段的作用，它是用榉木鱼尾板代替普通接头的钢制鱼尾板，将两接触轨端头进行紧密连接。在两轨端头留有50mm的间隙，以空气为绝缘介质。2.2.4防爬器防爬器即中心锚结，它是防止接触轨因温度变化或其他原因而产生纵向爬行的一种固定装置[10]。其类型有普通防爬器和锚结用防爬器两种。（1）普通防爬器普通防爬器的作用是将接触轨与绝缘支架进行固定，防止接触轨长轨向两侧不均匀窜动。普通防爬器设置在锚段的中部，每处安装两套普通防爬器，分别位于绝缘支撑的两侧，夹住绝缘支撑，从而限制接触轨在顺线路方向上的滑动。每套普通防爬器由一对梯形截面铝块组成，用两套紧固件安装固定。图2.8安装效果图（2）锚结用防爬器锚结用防爬器除了将接触轨与绝缘支架进行固定外还把接触轨与地面固定物进行固定，使固定更可靠坚固。锚结用防爬器安装在曲线部位绝缘支架的两侧，下锚固定。2.2.5绝缘底座和防护罩及支撑（1）绝缘底座绝缘底座是支撑并固定接触轨、起支撑及绝缘作用的装置。下磨式接触轨的安装底座一般采用绝缘式整体安装底座。整体底座一般安装在轨道整体道床或专用基础上，如图2.9所示。图2.9接触轨绝缘底座实物图（2）防护罩及支撑防护罩和防护罩支撑均采用玻璃纤维增强树脂材料，该材料具有绝缘、低烟、无卤、不生锈、不易燃烧等特性。其采用材质和制造工艺与整体绝缘支架基本相同。3受流器故障分析3.1受电弓受流器常见故障分析3.1.1滑板磨耗滑板磨耗过快，是受电弓常见故障之一，一般在新建线路磨耗叫严重，造成滑板跳磨耗过快的根本原因有两条[11]：机械磨耗。新建线接触网底部是圆弧形，而且接触网表面有比较坚硬的毛刺，这是滑板条极具磨耗的主要原因。电器磨耗。新开线路接触导线毛刺多，并且前一段时间内由于暴露于空气中，表面污染，但与受电弓滑板接触时接触不佳，点火花往往都比较大，电器磨耗自然突出。3.1.2弓网拉弧弓网之间要求始终有一定的接触压力以保证机车受流状况良好，当接触压力过小甚至为零时，受电弓滑板会脱离接触网而发生离线。虽然中、小离线不会对机车运行造成影响，但在离线瞬间产生的火花或电弧会增加接触导线和受电弓滑板的磨损，缩短使用寿命。大离线则十分有害，甚至使机车的运行和安全受到威胁。因此，不论事从演唱接触导线和受电弓滑板寿命角度，还是从机车运行安全角度考虑，应尽可能避免离线。3.1.3滑板偏磨滑板偏磨也是影响滑板寿命的重要原因之一[12]。机车发生刮弓故障有可能就是由于滑块条偏磨过度的原因。也存在偏磨使滑板磨透，不能正常与接触网接触，是滑板行成沟豁卡滞接触线从而造成刮弓。根据理论计算及实际经验，当受电弓发生偏磨时，可将受电弓提到滑板至下臂杆转轴中心1.5m高度处，通过调整平衡机构使吊杆成垂直滑板托架摆成水平，以保证受电弓滑板在工作区间处于最佳。3.1.4刮弓引起刮弓原因概括起来主要有以下儿点：（1）与接触网质量状态有关。接触网质量状态不稳定,不能经常保持良好的工作状态。尤其是在曲线、道岔、隧道出入口处,经常出现吊弦脱落和之字拉出值超限等现象。（2）与有关部门工作不协调有关。为了防止刮弓,实际上要求供电段、工务段、电力机务段、机务科、安全监察室和运输管理等部门工作要互相配合,互相协调。例如当工务段进行线路维修、换钢轨、曲线调高和拨道等作业时,事先要与供电段取得联系,使其对接触网作相应调整运输管理部门要细心指挥行车,避免机车误入无电区,使受电弓升天等。（3）与电力机务段检修和运用管理不善有少关。如乘务员超速行车,忽视了望接触网机车检修质量不良,受电弓关节不灵活等。这些都是造成刮弓的潜在隐患。3.1.5升弓、降弓故障（1）造成受电弓无法正常升弓的主要原因1）受电弓控制电源自动脱扣开关在断开位；；2）线圈烧损或接线断及电路中常闭触指虚接；3）高室门未关好或门联锁柱塞犯卡；4）升、降弓电空阀故障或接线断；5）升弓风缸膜板破损或传动杆脱落，或升弓弹簧断；6）调压阀无调整压力或风压过低，或塞门在关闭位；7）升管系泄漏较大；（2）造成受电弓无法正常降弓的主要原因：1）琴键开关触点烧结或犯2）电空阀犯卡或排风口堵；3）受电弓机械故障；3.2第三轨受流器常见故障分析（1）接触轨故障列车在高速运行时，由于普通接头连接松动、电连接中间接头松动和过载等原因，将会造成接触轨过热，当接触轨过热时有可能会导致接触轨变形和摩擦严重等[13]。另外，由于受电靴与接触轨未对准，会造成接触轨不锈钢接触面的不均匀磨损，使接触轨和受电靴磨耗加剧。这些故障将直接影响到机车的受流。（2）集电靴故障在高速运行的列车，集电靴不断的变位，供电摩擦等将会照成集电靴的磨耗过重，另外由于机械和电气等原因都会引起集电靴的无法正长起升和回落。是机车在受流性能方面造成严重的影响。集电靴上的零件损坏、紧固件松动等原因，还会造成集电靴的脱落[14]。（3）接头故障由于轨间连接松动、电连接板接触不良、过载等原因将会照成膨胀接头过热，此时会造成有膨胀接头连接的接触轨之间间隙加大，甚至会使接触轨产生一定的弯曲，直接影响接触轨和集电靴的配合，影响第三轨的受流性能。此外，由于轨间的连接松动，也会使在轨间的连接处产生微小的弯曲，从而影响到正常受流。（4）防爬器故障列车在高速运行时，由于集电靴和接触轨相互摩擦，所以集电靴会给接触轨一个纵向力，长时间运行时，将会早长防爬器的螺栓松动，而其不到防止接触轨窜动的效果[15]。（5）绝缘支架故障整体绝缘支架作为地铁工程使用的结构部件,不仅对其整体结构有较高要求,也对其自身材料性能有许多特殊要求。整体绝缘支架结构的任一点能承受60KV的工频干闪电压,并在工作条件下可承受2000N垂直载荷。在这种条件下，检查绝缘支架紧固螺栓极易松动造成支架本身的不稳定。另外长期运行的线路上绝缘支架还会出现表层剥落、裂纹及其它异常现象，绝缘支架底座镀锌层脱落、锈蚀现象。在这种情况下，该设备会起不到绝缘的作用，会导致供电线路直接接地故障。4受流器检修分析4.1受电弓受流器检修分析4.1.1预防性维护在受电弓的检修当中，预防性维护时十分必要的，进行预防性维护可以减少事故的发生。一般预防性维护只要是对受电弓外部可见部分进行维护，当单臂受电弓在顶盖上的螺丝松动时，需要用扭力140Nm扭力扳手重新紧固。如果受电弓有变形、可看到的裂纹或开裂之类的损坏则需更换单臂受电弓。若观察到弓头的碳滑板上有摩伤或深槽之类可看见的损伤，则需更换碳滑板，更换碳滑板当支撑架的顶边和碳滑板的顶边的距离小于2mm[16]桥接绞合线也会导致故障，当其表面腐蚀或碰伤之类的损伤，更换相应的桥接绞合线。对于检查弹簧盒动作的灵活性的检查，尽量压弹簧盒，然后使弹簧盒弹回到原来状态。若盘不在支撑周围，分别更换左右弹簧盒。当缓冲器和冲击支撑有诸如裂纹或裂沟之类的损伤，也应更换相应部件。最后紧固所有部件，再紧固相应的连接件。此外，还需检查安装在底架上的标签的清晰度。若有损坏，更换相应标签。4.1.2升弓和降弓装置的操作检查升弓和降弓装置的检查，在开始操作检查之前卸下挂钩，合上MCB受电弓控制来接通受电弓的电源，压缩气体必须随时可用[17]。按下升弓按钮，通过安装在底架上的张力簧的弹力驱动受电弓上升，在这个步骤中，活塞杆可以自由滑动。然后通过检查声音来检查管路或气路软管是否漏气。若有损坏，则更换相应的管路或气路软管。按下降弓按钮，压缩空气减少，气缸中的反弹簧的力量减缓，活塞杆被压出来。受电弓克服张力簧的反作用力下降，直到保持在最低位置。1.连接气源2.减压阀3.节流止回阀4.迅速打开排气阀5.节流止回阀6.制动气缸弹簧力图4.1调节上升和下降时间4.1.3检查接触力在受电弓升到最大工作高度时，用一个测力计挂在弓头横管上，慢慢往下拉，并读出接触力的值。如果读书不在标准范围内，通过旋转两个张力簧把接触力根据要求的高度调节至120Nm（见接触力检查表）。预拉紧张力簧直到两个平行运行的张力簧长度相同，连接片的调节止动螺丝和六角螺丝有从顶部到底部的拉伸，必须相应于第二个人调节，并以调解阿连接片中的止动螺丝（离张力簧最远）开始，把调节止动螺丝向外旋，可增加接触力，这与增加连接片和杠杆上的止挡之间的距离道理是一样的。1.弹簧盒2.六角螺母3.六角螺母4.止挡螺钉5.六角螺钉6.连接片7.连接片8.六角螺母9.螺母图4.2拉升弹簧只有当上工作区的接触力满足与第一个调节螺栓对的调节时，第二个调节螺丝对将调节至同样的长度，这样两个张力簧的伸展长度相等。在调节之后，调节六角螺母，与吊环螺栓上的六角螺母分别相对。表4.1接触力检查表指令从绝缘子下部边缘开始的上升高度公称值公差12,475mm120N+15N/-15N21,900mm120N+10N/-10N31,500mm120N+10N/-10N41,150120N+10N/-10N5800mm120N+10N/-10N6400mm120N+15N/-15N7800mm120N+10N/-10N81,900mm120N+10N/-10N4.1.4检查部件对受电弓上部件的检查也是十分重要的。绝缘子部件表面应没有杂物，没有裂缝或剥落等损坏，若有损坏，更换相应的绝缘子。单臂受电弓部件比如底架、上框架、张力簧或弓头应确保安装牢固，且没有诸如变形、生锈、裂开或磨损印记。若有损坏则更换单臂受电弓。检查张力线的固定情况，没有生锈等。若张力线松了，则旋螺丝扣来紧固张力线。若有损害，更换相应的张力线。4.1.5调节升弓降弓时间的检查升弓时间为7±1s.这个时间是在受电弓第一次动作至到达最大高度为2,860mm之间的测量值2,860mm。若节流止回阀的可变阻塞门进一步打开，则气缸能更快达到须要的气量，升弓时间相应缩短。降弓时间为7±升弓检测操作步骤：（1）单臂受电弓必须在最低位置且压缩空气源关闭。（2）按升弓按钮并用秒表来检查受电弓升至最高位置的时间，如果升弓时间为7±1s则没有必要进一步调节。（3）必要的话用节流止回阀来调节升弓时间。降弓检测操作步骤：（1）单臂受电弓应升到的高度为2,860mm（2）按降弓按钮来降弓并用秒表来测量受电弓降至最低位置的时间。（3）检查降弓时间。若降弓时间与默认值相符，则没有必要再调节。4.1.6检查操作压力检查操作压力应该保持受电弓在最低位置，并关闭隔离旋塞。拆下减压阀的绝缘插头并安装一个压力表到连接片上，然后打开隔离旋塞，并按“升弓”按钮，使受电弓缓缓升到最大工作高度位置。受电弓到达最高位置以后，检查压力表的值，操作压力必须为4–4.5Bar。如果接触压力的值不在标准范围内，可以通过旋转减压阀的调节螺丝来调节操作压力。调整好以后，降弓并关闭气源。拆下压力表，把绝缘插头连接到减压阀上，打开隔离旋塞。4.1.7检查最低位置指示器最低位置指示器的检查之前，应把单臂受电弓移到最低位置并用挂钩保护。观察接近开关和安装在弓头横管上的接触板之间的距离，这个距离必须是8mm，如果不是，则必须调节这个距离。因此上面的六角螺母或者下面的六角螺母必须旋松，接近开关必须向上或向下移动，以得到这个距离8mm。然后按“降弓”按钮来检查最低位置指示器的功能。若两个受电弓都在最低位置，按钮指示灯亮则说明没有诸如指示器线缆绝缘问题的损害，若绝缘有问题则立即修理。1.接触板2.六角螺母3.接近开关4.六角螺母图4.3最低位置开关表4.2受电弓常见故障及解决办法故障可能原因纠正措施不能升或降受电弓。车里没有压缩空气。压缩空气供应检查。检查所有的阀。受电弓过度内摩擦。检查受电弓是否损坏。维修找到的任何损坏。更换有缺陷的轴承。张力弹簧有缺陷。更换张力弹簧。受电弓不能降到最低位置。无操作压力。检查操作压力。快速排气阀未调节。调节减压阀，调节节流止回阀。若有缺陷，更换快速排气阀。受电弓不能升到最高位置。无操作压力。检查操作压力，调节减压阀。快速排气阀未调节。调节快速排气阀，必要时对有缺陷的阀门更换以新的。主簧拉伸的上升力没有。调节接触力。在最高或最低位置受电弓太快。在最高或最低位置受电弓太慢。上升和下降时间调节错误。调节节流阀“升-降”。电源输送受到不断干扰。接触压力设定太低。检查和调节接触压力。受电弓的内摩擦过度。检查受电弓是否损坏。维修任何找到的损坏。更换有缺陷的轴承。碳滑板出现严重损坏或断裂。更换碳滑板。没有或很少弓头弹簧起作用。更换弹簧盒。上导杆错误安装。调节弓头的旋转范围。碳滑板磨损不平。碳滑板或碳滑板支撑错位。更换碳滑板或碳滑板支撑。更换损坏的弓头部件。上导杆安装错误。调节弓头的旋转范围。从受电弓（底架）至车（顶盖）出现闪络电流。底架和车顶盖之间的绝缘子污染。清洁或更换底架和车顶盖之间的绝缘子。4.1.8检查碳滑板检查碳滑板是否磨损不平（目测，可用直尺），凹槽<5mm当安装新的碳滑板时，须确保碳滑板和端角之间过渡平滑。在紧固碳滑板之前，平放碳滑板，使之处于同一层面。可以用四个扁钢夹住碳滑板（通过四个螺丝夹）使他们在同一层面。如果弓头已经预先组装好，则将受电弓安装到车顶是很容易的。检查所有部件是否已经固定好。必须确保弹簧盒弹性良好。1.碳滑板2.弓头3.六角螺钉4.六角螺钉5.垫片6.六角螺母7.六角螺钉8.弹簧垫片9.弹簧盒右10.弹簧盒右图4.4碳滑板安装4.2第三轨受流器检修分析4.2.1接触轨检修接触轨的日常维护，要对接触轨及普通接头等进行全面详细检查，对不符合要求的进行维护处理。全面详细检查、测量各绝缘支架点处的接触轨受流面至轨面的垂直高度、接触轨受流面中心线至轨面中心线的水平距离，对不合要求的点进行维护处理，确保各参数符合要求。检查钢铝复合轨、普通接头等有无烧伤、变色现象。检查普通接头连接有无松动，导电油脂涂层是否均匀足够，接头处钢带接触面过渡是否平滑。检查不锈钢带受流面的磨损是否均匀。对以上各项不合要求处作好记录，及时整修和反馈。接触轨要进行清扫维护，这个过程当中要检查接触轨和支架上因运行产生的白色粉状物，这种粉状物可能会形成对地的导电通路。处理方法是先用蒸馏水清洗，再用压缩空气吹干。对于膨胀接头铜板上灰尘要用布擦去，胀接头处堆积的铁屑会导致性能降低，用压缩空气清理铁屑，不用拆除保护罩。对于接触轨因磨擦产生的铁屑，清除轨腰处因氧化产生的污物。如果铁屑太多，就用压缩空气吹去轨腰处的铁屑。支架处堆积的铁屑，先用蒸馏水清洗，再用压缩空气吹干，或者直接用压缩空气吹扫。支架上堆积的铁屑可能会在正负极之间形成导电的通路。如果电弧比较明显，须更换支架。4.2.2集电靴检修集电靴和受电弓同属于受流器的只要部分，其本质上的原理也大致相同，之要是受流位置不一样，形状不同所以出现故障的位置也不一样，但是所现故障的原因基本上都是由于磨损、污垢和机械损坏等等[18]。因此集电靴的检修首先要观察集电靴是否损坏，若损坏则进行整体更换。然后检查集电靴上接触刷的磨耗情况，若接触刷磨耗严重时应进行更换。检查集电靴是否能正常的起升和回落，若无法正常工作，则检查气门阀是否正常。最后对集电靴上所有紧固件进行加固。4.2.3连接板检修连接板的检修先要观察连接板，如果发现焊接处有油污，先用棉纱将油污擦净，然后用打磨机砂轮片的外沿有顺序的从上到下一行一行打磨，保证焊接面无油、无污、平整、光亮。将连接板及放热焊接模具与接触轨可靠固定，然后扣紧模具把手，并将金属盘放入模具内。把焊接金属放入模具内，将引燃剂撒在焊剂及模具边缘。盖上模具盖子并点燃引燃剂，待金属凝固后打开模具。接线板焊接牢固后，用钢丝刷对焊缝处进行焊渣清理，然后在焊缝处进行两遍防锈漆、一遍富锌漆涂刷的防腐处理[19]。4.2.4隔离开关的检修首先，观察隔离开关的本体外观是否有明显的损坏，绝缘子是否完好、清洁，隔离开关的1500V直流电缆连接是否正确规整。电动隔离开关的电源和控制回路接线要正确，在允许电压波动范围内能正确、可靠动作。有连锁要求的开关，连锁关系正确可靠。机构的分、合闸指示与开关的实际分、合位置一致。其次，隔离开关合闸时闸刀应该水平位置，其中心线应与静触头的中心线相吻合；合闸时应接触良好，以0.05毫米×10毫米的塞尺检查刀闸的接触点，应塞不进去。开关在打开时，刀口距接地体、洞壁最小距离不应小于150毫米。隔离开关触头带电部分至顶部距离应该最后，运行中的隔离开关，每年要用2500V的兆欧表测量一次绝缘电阻，并与最近的前一次测量结果比较，不应有显著降低。新安装的隔离开关，在投入运行前，要按规定进行交流耐压试验。4.2.5防爬器的检修接触轨普通防爬器是用于防止接触轨长轨向两侧不均匀窜动的固定连接件，安装在长轨的中部，一套普通防爬器由一对铝制防爬器本体、两根螺栓、两个平垫、两个弹垫、两个螺母组成。通常在一个安装位置安装两套普通防爬器，分别位于绝缘支撑的两侧。防爬器的建筑之要是将所有配合表面清理干净，使用干净的垫子或中粒度磨料钢丝刷打磨，并在防爬器本体的界面连接表面处涂上一层极薄的接触油脂。将防爬器本体安装到接触轨的已经钻好空的轨腹处，并将2根螺栓拧紧。再次检查接触表面，将接头处多余的油脂擦干净，完成后将工作地点的废弃物清除。4.2.6其他设备的检修（1）绝缘支架检修对绝缘支架、支架底座进行全面详细检查，包括紧固螺栓、支架底座、绝缘支架及连接螺栓等，对松动、不符合要求的进行维护处理[20]。绝缘支架紧固螺栓是否紧固，有无松动。绝缘支架有无变色、表层剥落、裂纹及其它异常现象。绝缘支架底座有无镀锌层脱落、锈蚀现象。绝缘支架与接触轨的对正情况。（2）防护罩的检修对防护罩支撑卡、防护罩（包括支架防护罩、电缆接线板防护罩、锚结防护罩）等进行全面详细检查。查看防护罩有无变色、表层剥落、裂纹及其它异常现象。检查防护罩上警示标志是否清晰、有无脱落。检查防护罩、支撑卡与接触轨的结合状态，特别是膨胀接头、防爬器、电缆接线板处的防护罩，不影响接触轨的自由伸缩。对不合要求的防护罩进行更换。（3）接地扁铝的检修检查接地扁铝与支架底座间、接地扁铜接头处接触是否良好，螺栓是否紧固。接地扁铝有无裂纹、过热变色、烧伤痕迹，沿线布置平顺、不应落于道床面上。接地跳线与底座及接地扁铝的连接是否牢固可靠，接地跳线的固定是否稳固。5受电工静态压力检测试验5.1检测方案及装置本文设计方案是由电葫芦通过固定销固定在受电弓底架上，电葫芦的吊钩与测力仪的测试挂钩相勾连，而测力仪是通过自制的挂钩挂在受电弓碳滑板下面的横梁上，至此，从剖面上形成了个封闭的三角形。组装好进行检测时，受电弓处于升弓到最高位状态，此时，控制电葫芦，使其匀速拉下受电弓弓头，测力计动态测量的拉力即为受电弓的静态力，根据生产的实际情况，只需选取三个高度，分别为2m，1.5m，1m，在这三个高度时分别读出显示数据，或直接用测力仪的内部存储功能进行记忆，测试完成，操作电葫芦使受电弓自由匀速升到最高位置，取下检测设备，结束检测。图5.1检测方案示意图微型电葫芦可以使设计的检测设备体积小、重量轻，搬动便携，使用可靠，并且采用220V的单相电源，应用方便。电葫芦还带有限位器，确保操作的安全性。测力仪的选用可以给检测仪的实现提供高精度高分辨率，其示数误差仅为0.1N，足以满足检测的需要。测力仪的数据记忆功能方便了操作人员的数据记录，只需简单的操作，即可使测试的数据自动存储到仪器内部，储存的记忆资料在关机后也可保存，且机器可存储128个数据，实现多次测量，然后再进行数据输出。此种方案的检测方式，还可以提供比较是检测，即设定上下两个极限值，检测时，超过整定值时，测力仪会自动报警，此为简化的检测方式。方案中的同步检测为设备未来的扩展提供了可能，将测力仪连接到电脑上，使用电脑上的同步显示测试力曲线软件，可保存、打印，做各种分析。5.2实验为进一步掌握测量仪器的使用性能，防止可能突发的意外状况；同时也为了使分析结果更加客观并更具有说服力，忽略在检测过程中牵引电机的震动，假设受电弓下降过程为匀速运动，对1:1受电弓模型进行静态压力测量，校验设备的准确性、可靠性和稳定性。上海地铁运行检修车间在进行受电弓静态压力检测时，只选取三个固定高度点来测量，三个固定高度点分别为2m、1.5m、1m.弹簧测力计钩住受电弓下拉，依次到达三个固定高度点，若所测力均在120QUOTE±±7N范围内，则表明受电弓静态压力正常。反之，受电弓需进行调整。根据以上原理，在覆盖原有检测点的基础上，选取五个固定高度点来进行测量，五个高度点分别为2.0m、1.7m、1.5m、1.3m、1.0m.从而使测量结果更准确，受电弓在实际运行中更可靠。测量结果如下：表格5.1受电弓1:1模型测量数据（单位：N）次数高度123452.0m123.2128.1124.5126.7125.31.7m123.9120.2122.4121.9120.91.5m125.5124.7125.2123.8125.61.3m128.3127.2127.5126.5127.71.0m123.0119.8122.4120.1122.5注：高度为受电弓碳滑块下横梁与受电弓底座间的距离表格5.2受电弓1:1模型测量数据（单位：N）次数高度6789102.0m118.4127.7123.3121.7126.51.7m121.7125.4123.5120.5127.41.5m126.5126.3120.8121.7123.31.3m123.2120.0121.4119.4124.31.0m127.1121.2125.6117.3125.2注：高度为受电弓碳滑块下横梁与受电弓底座间的距离对以上数据进行分析，数据总体范围在117.3N-128.3N之间，基本都能符合受电弓静态压力要求，但出现8个“硬点”，即数值大于127N,硬点率达到16%，可能原因如下：（1）操作不熟练，受电弓匀速下降过程控制不到位，在个别点上出现抖动现象；（2）在弹簧和压缩气缸的配置上，模型与真实受电弓间存在差异；（3）受电弓模型长时间闲置，缺乏维护，需要调整。虽然硬点率偏高，但并不对测量的准确性产生影响。因为测量的目的是通过显示的具体数据判断受电弓是否需要调整：若数据在合理范围120QUOTE±±7N内，则不需要调整；反之，则需要进行调整。5.3接触压力故障及检修分析（1）检测时升降弓过程升弓时，当压缩空气经缓冲阀进入升弓气缸后，气缸内活塞移动带动活塞杆缩回，降弓弹簧受压。同时活塞杆拉动下杆下端，下臂杆上端沿顺时针方向向上升起，处于压缩状态的升弓弹簧释放压力，进一步推动下臂杆作顺时针转动，带动活动构架升起。检测时降弓过程为被动，在弓头施加以向下的压力，受电弓活动构架在外力作用下落下，迫使下臂杆下端做逆时针转动，从而使活塞杆推动活塞，降弓弹簧被迫暂时释放压力。（2）静态压力超出偏差范围主要原因1）季节性温度变化比较大。热胀冷缩等现象比较明显，致使弹簧工作状态不稳定。应采取的措施是，检查调整弹簧拉伸力。2）车顶受电弓固定螺栓未紧固。由于受电弓固定在B车的车顶的固定螺栓未固定住，从而螺栓随着车辆的震动而松动，使受电弓的接触压力超出所要求的范围。应采取的措施是，转动调节螺钉，使接触压力在正确的范围。3）受电弓内部摩擦太高。在检测降弓时，活塞，轴承，弹簧等部件的摩擦力过大，使测量的静态压力值超过正确的范围。应采取的措施是，检查受电弓的损坏情况，更换损坏零部件，清洗轴承并加润滑脂，或更换有故障轴承。4）最低位置受电弓静态压力超出公差范围。上升和下降速度突然变化。调节节流阀“升-降”，使工作压力正常。5）受电弓在低位压力增大或不能下降到最低。静止位下降控制杆的调节螺丝没紧固好。转动调节螺丝，使控制杆的螺丝固定。6总结城市轨道交通受流器的性能好坏直接影响到车辆的安全运行，而受流器上面各个所出现的故障将会直接或间接地影响受流。因此要求不仅能对受流器进行维修，还要能定期的进行维护，排除故障隐患，这要求对受流器的结构和性能较为熟知，对每个部件可能出现的故障十分了解。本文对城市轨道交通的受流器进行了前面细致的分析，无论是上海地铁所采用的受电弓受流器，还是北京地铁所采用的第三轨受流器，都从受流器的受流方式、结构、常见故障和故障检修方面进行了分析。对于未来将要开放地铁的城市，只要采用的是受电弓受流器，刚性接触网与之配合，本文中也有说明，随着地铁在国内的发展，科技的进步，对于受流器的维护和检修方案还要进一步进行优化和改进。7参考文献[1]南振群.便携式受电弓检测仪的技术改进[J].郑铁科技通讯,2007(4)：10-12.[2]PierpaoloBoffi,GianlucaCattaneo,MarcoBocciolone.OpticalFiberSensorstoMeasureCollectorPerformanceinthePantograph-CatenaryInteraction[J]IEEESENSORSJOURNAL,2009,9(6):635-640.[3]邓明丽，吴广宁,张雪原，等.电力机车受电弓发展综述[J].电气化铁道，2008（1）:43-47.[4]陈联彬.地铁第三轨及其受流器的测量系统[J].现代城市轨道交通，2005（1）:52-55.[5]蒋晓东，夏鸿飞.采用1500V第三轨受流的地铁车辆在车辆段的受流模式分析[J].机车电传动，2010（4）：55-59.[6]小野寺正之，新井博之.日本的受电弓发展史[J].电气牵引,2006(2)：29-34.[7]刘凯.关于接触式受电弓动态检侧系统盲在问题及解决对策[J].西铁科技，2008（4）:1-2.[8]卢红.对上海地铁受电弓的分析[J].电力机车技术，2000（2）：18-20.[9]郭京波，杨绍普，高国生.高速铁路接触网一受电弓系统受流稳定性[J].动力学与控制学报，2004,2（3）:60-63.[10]郭其一.城市机道车辆供电制式的分析研究[J].电气化铁道，2011（1）:1-4.[11]王宁，单圣熊.受电弓接触网间接触压力的分析[J].电气化铁道，2000（2）：22-24.[12]朱飞雄.接触网弹性链形悬挂的弓网关系检测[J].电气化铁道，2003（1）:15-17.[13]卓红俞，王黎，高晓蓉，等.电力机车受电弓的压力检测装置[J].机车电传动，2004（5）：54-57.[14]香坂，秀一.受电弓自动监视装置的研制[J].变流技术与电力牵引，2000（3）:36-38.[15]刘浩，王黎，高晓蓉.电力机车受电弓离线检测技术的现状及展望[J].机车车辆工艺，2004（6）：1-4.[16]BenedettoAllotta,LucaPugi,FabioBartolini.DesignandExperimentalResultsofanActiveSuspensionSystemforaHigh-SpeedPantograph[J]IEEESENSORSJOURNAL,2008,13(5):548-557.[17]刘芳，王黎，高晓蓉，等.受电弓与接触网间的接触压力检测研究[J].电力机车与城轨车辆，2006,29（6）:19-22.[18]王兆慧,董鹏,王海龙.接触轨玻璃钢整体绝缘支架的研制[J].纤维复合材料报，2006（2）:31-32.[19]董霖，陈光雄，朱旻昊,等.地铁钢铝复合式第三轨受电靴载流摩擦磨损特性研究[J].摩擦学学报，2007,27（3）：274-278.[20]安庆升,杨松.接触轨玻璃钢防护罩研制[J].复合材料报，2005（1）:44-45.8致谢在本论文的撰写完成之际，我首先要感谢我的导师师蔚。之前我申请的大学生自主创新项目便是由师蔚老师指导的，在她细致耐心的指导下，我的创新项目也已将做好准备结题了。她不仅学识渊博，给了我许多的指导和教诲，在生活方面也给予了我无微不至的关怀。这次师蔚老师作为我的毕业论文导师，从论文的选题、资料收集、数据处理以及理论深度的把握等方面更是给予我悉心的指导，整篇论文的完成也凝聚了老师的心血，在此谨向师蔚老师表示诚挚的敬意！其次，我要感谢我的班主任潘海泽老师，在大学期间，潘老师一直非常关心我们，在论文撰写期间，我更是多次找他进行询问，潘老师给了我很多具有建设性的建议，使我少走了很多弯路。同时，在我的毕业论文撰写过程中轨道交通学院的其他老师也给了我很大帮助，他们一丝不苟的治学风范我同样牢记在心，在此一并表示感谢。此外，还要感谢与我同组的其他同学，在论文完成过程中我们互帮互助，共同进行讨论与学习，他们在刚性接触网的性能分析方面和地铁供电系统方面给予我的帮助使我受益匪浅。最后，对在大学期间关心与帮助过我的所有老师、同学及朋友表示感谢，对我的父母、亲人多年来给予我学业上和生活上的关心、鼓励和支持表示感谢!上海工程技术大学毕业设计（论文）城市轨道车辆受流器检修分析上海工程技术大学毕业设计（论文）城市轨道车辆受流器检修分析9译文用光纤传感器来测量弓网间的相互作用摘要：光纤传感器检测静态和动态高速铁路受电弓进行无电收集尺寸，和实现应变抗电磁干扰。在迈克尔逊实施计划基础上的3×3耦合器的干涉允许局部应变测量，在温度变化时不敏感，具有较高的可靠性，保证就业标准的1550nm波长的光通信组件。是试验台进行模拟受电弓接触网的接触力传感器的性能较典型的测实验。关键词:光纤干涉仪，高速铁路，光学传感器，受电弓的采集品种，3×3光耦合器。1.导言随着高速铁路的发展，由于安全性和可靠性的更高需求，要求研发新的在线监测装置。面临的问题之一是受电弓与架空线（接触网）之间的相互作用，对于确保一个适合当前范围内车辆正常运行的质量标准是非常重要的。以前证明之间的接触力方法的实验测试，是采集地带和接触线影响当前范围质量在很宽的频率范围内，至少有大约高达到100赫兹。接触力导致高变化增加集电极带和接触线的水平[1]-[3]。电弧和连续火花的发生率的高低与受力相关，导致环境强电磁和噪声以及电动引起的磨损，而接触力的高值主要由机械磨损造成的，她是由于采集器和接触网的摩擦效应。此外，接触力的高值一般都出现在架空线奇点的地方（如重叠连续两个法规之间的路段），或当接触线的失调，由于导管长度或位置错误，而接触力的量化和平衡臂位置差错等研究，因此，重要的是探讨当前的采集质量的影响，也为了获得上目前使用的接触测量系统的体系结构的架空线路的维护状态的迹象可以考虑低频（可达20赫兹），这是机械领域的特点，但为了找到一个更好的相关性与接触损失和连续的火花，以及更好地确定当地的奇点的接触网，它也考虑吸引力的更高的频率。重力传感器或应变计，电子设备等的使用，已解决由于环境的特点，其中包括一个非常高的电噪音和隔离问题的存在的一些困难。此外，另外一个额外的重力采集器也因此在增加动力的影响，导致接触力的影响要收集的电流质量值的变化，引进相关的问题安装本身的影响与其他传感器技术相比，光纤传感器具有显著的优势，如完整的抗电磁干扰，化学惰性，非电进行，体积非常小。这些属性使光纤传感器，特别适合于在线监测也[4]。主要采用应变光纤传感器测量的两种方法：第一个采用光纤光栅（光纤光栅），第二个是基于干涉计划。光纤光栅反射或传输的波长的变化需要一个准确的检测。这意味着通常是复杂和昂贵的审讯方法的使用[5]-[6]。此外，光纤传感器，并考虑应用程序之间的关系需要一个强烈的光栅定制和专用的硬件。另一方面，在光纤传感器的基础上的干涉计划，获得应变信息通过正弦输出功率实现，布局本质上是简单和廉价的，并且是灵敏度非常高的信号的相位检测。最近，采用一个3×3光电耦合器的光纤干涉传感器已经被提出[7]-[8]。在本文中，我们采用新型干涉光纤应变传感器测量受电弓和接触网之间的接触力的运作。不同于使用超过了全范围采集器，一个单一的马赫-曾德尔光纤干涉仪，以实现一个分布式测量[9]，建议的解决方案是采用一个基于紧凑的迈克尔逊的干涉，一个3×3光纤耦合器，并提供温度不敏感的应变测量，以前的实验在一个地方点。几个光纤传感器可放置于集热器，同时为了获得一个完整的性能分析，接触网受电弓互动。动态和静态相互作用都检测到该设备中。传感系统的使用标准，在所谓的光通信（1550纳米）的第三个窗口，利用这种应用保证高可靠性的电信组件。在行为上所建议的光纤传感器与接触网的相互作用评估泛图的试验台已在位于米兰理工大学力学系得到使用[2]-[3]。该采集器的目的是在音响的动态行为受电弓和接触网之间的接触力发生在列车加速以及匀速运动。“使用光纤和电气试验已进行传感器，即电气为静态电阻应变计测量确保动态测量的加速度计。”结果随后被比较，以评估光纤传感器的计量技能。2.光纤传感器迈克尔逊干涉仪光纤传感器已通过全光纤，利用内3×3个光学耦合器，如图1所示。两三个把耦合器的纤维构成的迈克尔逊干涉仪的传感和参考手臂，而第三纤维处理，以避免光线的反射。连续光辐射进入通过以下三种传纤维感器输入3×3光纤耦合器。其他两个输入纤维用于表示收集从传感器输出信号的关系[7]-[8]。图1基于光学迈克尔逊干涉仪的光纤传感器的示意图在公式（1）中，B和C是常数依赖耦合器，是由两个干涉臂感觉到不同的温度和不同相位应变变化诱导相区别。为了使传感器的温度变化不敏感，参考臂应变微弱。这样，不同的相位只依赖于应变变化感根据有关的手臂检测[7]-[8]。在公式（2）中，为光辐射的波长，n为折射率，v为泊松比，Pij为光纤应变光纤张。（1）（2）对接收器的计划解调是必要的，以获得不同的相位。在我们的计划已经提出的各种方法[10]-[14]，接收到的信号（B和C常数减少后）添加（ISIN=I1+I2）和减去（ICOS=I1-I2），和之间的比例计算反正切,相角在有限的反正切函数值中进行。一个合适的算法是当发生大应变时，通过补偿相角相跳跃，是差分计算的措施和相关的起始值。（3）图2实现了光纤传感器对于我们的实验，光纤通信应用严格的标准组件，在所谓的第三光学窗口（周围=1.55um）已使用过的，利用其高可靠性。两三个商业3×3耦合器，输出光纤已切7厘米长，在一个合适的金属折射到底部的镜像实现干涉。为了使参考ARM应变昏迷，纤维是封装入一个金属圆柱体，在里面的纤维仍然是完全的。而构成的裸光纤传感臂第三纤维已缩短，并进入折射率匹配液中浸泡。硅胶外壳保护所有干涉