受电弓的结构与特性

2015年10月受电弓的结构与特性受电弓的发展1889年受电弓简繁简双臂菱形对称结构单臂Z型非对称结构2受电弓-定义安装在电气列车上的一种从一根或几根接触线上集取电流的专用设备，由弓头、框架、底架和传动系统等部分组成，其几何形状可以改变。接触网是受电弓的“路”。3研究受电弓的目的受电弓与接触网接触是电动列车获得电能的一种方式。良好的弓网关系是保证电气化列车安全、可靠运行的关键技术之一。接触网是受电弓的“路”。4研究受电弓的目的受电弓几何特性材料特性力学特性接触网几何参数接触线寿命动态性能弓网系统受流质量评价诊断接触网弓网故障5受电弓的标准UIC608UIC794干线车辆受电弓特性与测试地铁和轻轨车辆受电弓特性与测试国际通用受电弓欧洲高速铁路网受电弓与接触网相互作用EN50206-1EN50206-2GBT21561.1轨道交通机车车辆受电弓特性和试验第1部分：干线机车车辆受电弓GBT21561.2轨道交通机车车辆受电弓特性和试验第2部分：地铁与轻轨车辆受电弓6国内外受电弓介绍PS200A7国内外受电弓介绍AMDE型GPU型CX型东南线最高速度380km/hZ型子母弓大西洋线最高速度515.3km/h单层Z型弓东部线最高速度574.8km/h8国内外受电弓介绍GPU型受电弓可用于DC1500V及AC25kV、50Hz两种供电制式，最大受流可达2000A，最高运行速度300km/h，整套装置的重量比AMDE轻100kg。空气动力特性良好，300km/h时，最大接触力只有120N；弓头装有故障检测机构，可自动检测并降弓保护；具有防强风保护接触线装置。GPU型受电弓弓头动态质量降低到8kg，中央弹簧滑筒的抬升行程为150mm，圆形外形具有良好的空气动力学性能。受电弓对接触网的各种振动模式及周围空气流的变化均有良好的适应性。GPU型受电弓在法国TGV-A型（大西洋线）、意大利ETR-500型、西班牙AVE型高速动车组上均得到良好的应用。9国内外受电弓介绍CX型受电弓可在一定速度范围内对接触力进行多级控制技术，高速时抬升力很小，根据选择的位置可任意调节弓头接触力；采用电子控制和空气伺服阀的前馈控制技术；新型合成材料使受电弓减轻重量30%～40%；具有非常优良的空气动力学性能；在DC1.5kV供电制式下，最大受流能力为2500A。LX-160km/hCX-300km/hFaiveley10国内外受电弓介绍11国内外受电弓介绍DSA150——160km/hDSA200——200km/hDSA250——230km/hDSA350SEK——280km/hDSA350G——220km/hDSA380D——330km/hDSA380F——330km/h单臂气囊升弓宽弓头分体滑板斜弹簧悬挂STEMMANN-TECHNIKSeimens型号8WL0速度220km/hsiemens+schunk优化了框架动力学性能、良好的动力学性能、降低收弓高度、双向运行。型号SSS400+速度350km/hASP400型—单臂设计—闭环控制—实时反馈控制SBS65Re160、Re20012国内外受电弓介绍中国受电弓的发展ДЖ-5(苏)(6Y1)Q3TSG1(1978)AM51UF(8K)TSG3(1993)DSA系列(200、250、380)(Stemmann-Technik)8WL0系列(6YH69、SSS400+)(Siemens+Schunk)LV-2600(6K)M7(6Y2)AM51BU(6G)TSG15/19受电弓CX-NG(Faiveley)13国内外受电弓介绍H60机车6Y1机车TSG1型TSG3型TSG15型TSG19型14国内外受电弓介绍DSA250DSA200CED180WBL88LV-2600DSA380CX-NGTSG1815受电弓的类型与参数单臂弓非对称结构质量轻双臂弓对称结构质量重T型弓空气动力学特性好二次弓弓网接触性能受电弓最高运行速度330公里/小时材料不锈钢/铝重量（不包括绝缘件）大约109公斤纵向固定800毫米横向固定1100毫米最大升弓高度2640毫米最高提升高度(含绝缘子)3000毫米落弓高度(含绝缘子)540毫米弓头长度1950毫米额定电压15kV/(25kV)额定载流1000A抬升力70–120N（可调）驱动类型驱动机构气动升弓驱动风压5bar升降弓时间

上升

下降

<10秒（可调）

<10秒（可调）16受电弓的类型与参数DSA350SEKDSA150DSA200DSA250TSG3SSS400+设计速度300160200250120350额定电压25kV25kV25kV25kV25kV25kV额定电流1000A1000A1000A1000A630A700A整弓质量109kg125kg125kg115kg249kg150kg最大升弓高度3000mm3000mm3000mm3000mm3143mm2500mm落弓位高度588mm588mm588mm588mm543mm620mm弓头长度1950mm1950mm1950mm1950mm2085mm1950mm升弓时间5.4s5.4s5.4s5.4s8s6s降弓时间4s4s4s4s7s6s17受电弓的结构单臂受电弓的基本组成(1)框架(2)底架(3)弓头(4)滑板(5)弓角(6)弓头长度(7)弓头宽度(8)弓头高度(10)滑板长度(11)下部工作位置(12)上部工作位置(13)工作范围(14)落弓高度18受电弓的结构单臂受电弓的基本结构19受电弓的结构弓头框架传动机构底架20受电弓的国结构单臂受电秋弓的基本结扛构1-充气弹簧2-下臂杆3-平衡杆4-平衡臂5-弓头6-上框架7-拉杆8-阻尼器受电弓祥实物模网型受电弓脸分析模兴型四连杆别机构两自由根度模型21受电弓拒的组成弓头结构滑板形内式整体双滑火板分体双熄滑板单滑板悬挂形席式圆弹簧板簧橡胶直线作用斜线作用直线作发用扭转作用单滑板＋场直线弹簧整体双滑晒板＋橡胶斩扭簧分体双曲弓头＋菌板簧弓头由滑板、滑板托智架、弓角、悬架等几部顷分组成部，安装屈在受电香弓框架梯顶端，支随上下摧移动，姓并能绕喂自身的匠固定转羽轴作少极量的转帆动。滑板是集熊电元件，屈与接触线款滑动接触曾完成牵引在电能的传任输。分体双斥弓头＋斜弹柄簧22受电弓肃的组成弓头结构三元与开二元的梁区别？23受电弓研的组成弓头轮廓24受电弓的益组成受电弓的滑板25受电弓的铲组成碳类滑板能及其托架陕断面26受电弓湖的组成受电弓的话滑板材料27受电弓的况组成受电弓的夫滑板材料冠电阻率

国家滑板种类电阻率(μΩ·m)

欧美浸金属碳滑板(MY7D)8.1

纯碳滑板(CY3TA)24.0

中国浸金属碳滑板8.0

纯碳滑板35.0

日本浸金属碳滑板(MC)9.0

纯碳滑板(SW)30.028受电弓柏的组成弓网受穿流对滑浮板的技控术要求(1)为防止轮接触线责与滑板陈间的接赠触电阻限过大，刘引起发菠热烧损晚接触线桥和滑板破，滑板志的材料杰必须具据有良好肃的导电性能；(2)接触线和形滑板间必镇须具有良玩好的磨擦性和互润性，以减召少维修裁量、延注长设备院寿命；(3)滑板对接傻触线或接店触线对滑炕板二者间不能造防成损伤；(4)滑板应具身有良好的韧性、耐冲击良性好，不会萍因冲击而督发生缺损主或破裂，批也不会因略工作原因四而产生大摄量粉性物核质；(5)为减小受跟电弓的归忆算质量，驳提高受电藏弓的跟随灯特性，降工低受电弓掘引起的冲州击和离线内率，滑板氏的质量要轻；(6)滑板为易货耗品，为句节约经费钟，其价格应低。29受电弓的映组成德国对雨受电弓攀滑板的舒要求（1）接触电将阻要小（2）熔点办高（3）导热轮性良好（4）质量微小（5）机械强贿度高（6）弹性好（7）与铜或速铜合金接蹈触线之间踏的摩擦系墓数小（8）便于实斧现轻量化多和标准化30受电弓府的组成框架升弓力考矩加在意下面的旷杆升弓力贴矩加在屠上面的从杆双杆型单杆型框架型31受电弓缠的组成框架方形管圆形管叉形结构32受电弓旷的组成传动机活构U型连杆传动气缸进气口转臂绝缘子缓冲阀升弓弹孕簧扇形板气囊桁架扇形板ADD扇形板寒形状设屠计——保证升糠弓过程仪中，弓子头具备甘稳定的朴静态抬想升力。降弓缓冲联阻尼器阻尼器气囊充希气升弓感，放气横降弓弹簧升乳弓+气缸降弓33受电弓的缴组成传动机呀构34受电弓侍的组成传动机豪构351、TP/梅TPB车的侧布墙2、阀板3、空气滤保清器4、升弓节肚流阀5、减压阀6、压力表7、降弓旦节流阀8、安全愤阀传动机构受电弓的虽组成36受电弓的状组成1.电剧磁阀(1荣4)的入圈口处始终颂通有压缩纳空气。2.通锻过操作司索机台上的陵受电弓提趟升杆升弓害。3.电裁磁阀(1伐4)得电喊，允许空肚气经空气轮滤清器(1)进入节流别阀（升弓溜）(2)拐。4.滚节流阀朴(2)拔允许空拦气压力拖缓慢进池入调压沉阀(3音)的入降口。节私流阀可躺用于调碍整升弓旱时间。5.锡调压阀贺(3)陶的输出污压力可酬调整至箭预设值命3.5bar。减压阀深(3)可裙调整受电扯弓与接触颂网之间的卡静态接触炼力，其精度责为±0葱.02bar香。由于气压堡每变化0岛.1bar会使接触故压力变化顽10N，因此减压剩阀要有相弟当高的精声确度。6.骨空气词流入节择流阀贴(5)哈，用来升调整降昂弓时间蝴。7.若鞭减压阀故雅障，位于婚气路上的闪安全阀(蔑6)可限喂制空气压奶力。安全巡寿阀的设定界值是4.堪5bar。8.压怎缩空气经困一系列调虑整后流至搞气囊驱动洪装置(1基2)，然纪后气囊驱奴动装置使格受电弓升乱起。9.供暴电线路上粥还装有压辞力表(4乔)以显示熄减压阀的感出口空气认压力。传动机构37受电弓的稿组成升弓力矩保证弓针头静态呢抬力70N气囊或列弹簧——推力或辱拉力扇形板——力矩变遗化38受电弓宣的组成ADD装置当发生茎弓网事止故引起库碳滑板弄内部毛辣细气管仓泄露或风者中间驰气路传娱输通道仙的毛细戚气管发终生破裂盏时，如巷果该部腥分气体丘的泄露订量大于ADD阀体内傻部的补阴给量，寄会导致零该部分坐迅速减晓压，引咸起ADD内部两招腔体的已气压不呼平衡，杏其结果奴是ADD阀体迅速顺打开通向监气囊的腔音体，将气黑囊内部的将空气迅速绞的直接排密向大气，禾引起受电灭弓快速降掩弓。39受电弓合的组成DSA350SEKDSA150DSA200DSA250TSG3SSS400+底架不锈钢钢钢钢钢钢上臂杆铝型材铝型材铝合金铝合金钢铝合金下臂杆铸铝钢钢铝型材钢铝合金平衡杆碳纤维铝合金铝合金铝合金钢铝合金拉杆不锈钢不锈钢不锈钢钢不锈钢弓头钛合金铝合金铝合金铝合金钢铝合金40受电弓脾的性能驳要求对受电弓党的总体要冠求（1）在各种向速度下及手多机重联窃牵引时能可靠受流（2）在所肝有使用袄条件下撞、遵守笨各接触申网规定址的允许蒸抬高（3）在高速污时噪声辐哀射要小（4）在两霞个运行里方向上秧有中性辟的空气动力魄学性能（5）运行超烂过10万km时，滑德板和接添触线的磨损要小（6）有较解高的可管使用性（7）维修豪简单且轧费用低41受电弓的壮性能要求受电弓的基本要求弓头框架升降弓装倒置基本要求渗：上下走糠直线弓头不勿偏摆静态接榴触恒定单臂受电沃弓弓头跟车随性好动态响应趴快阻尼合理受空气斯影响小噪音小质量轻动力学森性能基精本要求不可能为碍了特定接东触网单纯待设计受电涝弓受电弓的除基本特性表应适合于炊规定的应访用范围42受电弓泻的性能赢要求受电弓蜡的基本要勇求弓头纵向附偏移量43受电弓馆的特性受电弓的电气性甜能小接触宗面传输大电流静态接触越电阻弓网系统赞电弧受流质量电气磨颈损温升电气参叙数：额定电拔流（静偶止时、得运行时葱）设计工赔作电压绝缘强度44受电弓的门特性受电弓的力学特性-静态接耐触力静态接赤触力偏住差某架SSS4疼00+受电弓厌静态接番触力曲僚线45受电弓陕的特性受电弓旨的力学特性-空气动怠力气流作用纸导致受电辅弓产生向取上的力弓头上暂安装翼逐片，均旷衡两个洁方向的柔空气动陕力受电弓的允设计使FAER=kv246受电弓的辛特性受电弓的力学特弦性-动态接触堂力分力FDYN=Mtat=-Mt(2π膊/l)2v2et47受电弓的帐特性受电弓粥的力学特间性-接触力F才=贱F0±智FR+FAER±寇FDYN受电弓设剃计接触网、记轨道等弓网接刚触力F——受电弓垂挑直作用到追接触网上岔的力静态接触吃力F0——停车时厅，传动截机构使棒受电弓渐垂直作押用到接煤触网上鱼的力磨擦力FR——关节间磨枪擦产生的抚力，与弓男头运行方挂向相反空气动去力FAER——气流对解受电弓盒的作用柳力动态分或力FDYN——由垂直夹振动引锤起的惯倍性力FAERFDYNF0FRFwind48受电弓的钟特性受电弓的力学特窃性-平均抬升相力平均抬劝升力目振标值（AC系统）平均抬升县力目标值望（DC系统）Fm=F0+FAER=F0+kv249受电弓的供特性受电弓裕的静态特耐性50受电弓的万特性受电弓的静态特性额定静穿态接触孔压力；同高度压滩力差；同向压力捐差；静态压力闷曲线；工作高度嫌；最高升革弓高度央；升降弓恐时间；静态接女触压力51受电弓的横特性受电弓轮的动态特性不同工作爹高度受电弓是频响——两自由增度弓头悬挂勇控制频率框架悬炎挂控制福频率52受电弓裂的特性受电弓队的动态特地性框架（升瓜弓）阻尼柏对频响的刚影响弓头阻尼绕对频响的愈影响53受电弓盗的特性受电弓的性能优交化优化目狸标：（1）确保夺高速运陪行条件凝下的可帝靠性和到安全性吧；（2）受流器质量良铺好，离电线率和贷电火花音在容许污范围之够内；（3）平均接驻触压力不荷超过120N；标准六偏差不勉超过24N；（4）应有尽乖量长的使禾用寿命，钱不低于150朽~20交0万架次容。优化内波容：（1）弓头焦垂直运嘱动轨迹模；（2）主轴吉转矩；（3）维持动都态平衡及晶升弓弹簧影刚度；（4）归算质玻量；（5）静态鹿接触压桌力。54受电弓路的特性受电弓的归算质量受电弓的顺归算质量笨是指将整寻个受电弓订的活动部秃分（如滑慕板、托架赌、框架等隆）的实际餐质量归算无到弓线接像触点，使瓦整个受电着弓具有与丛受电弓滑行板相同加储速度的质备量，该质耀量所产生偿的动能与航整个受电鞠弓所产生伪的实际动驻能相等。受电弓茅的归算间质量不唯是一个技常数，嫂它随受宪电弓的贷升弓高袜度变化俯而变化速。其算滑法有多日种，但门均是根含据动能仰相等的岭原理进泰行的。实践和研尖究表明：蛙受电弓的掌归算质量茫应控制在尾8~25千克之歪间。受电弓棚的归算窑质量越眼小，它街的跟随客特性就此越好，键适应接翼触网的咸能力也腔就越强肺，能有致效降低年受电弓吼的动态据振幅。对受电弓辱而言，归券算质量的妨作用与接楼触网的波步动速度对卡接触网的衣作用相当怀！55受电弓饺的特性双弓运行本时的问题56受电弓的东主要试验受电弓刑试验种白类型式试验例行试净验研究性锡试验综合试捎验用于验惯证产品萍的特性搂时候与裙型式试绩验中的凭测量结果腿相一致狠，供货置商应对胳每一产绵品进行厅例行试验。应该在词指定设哭计的单附个产品位上进行墓。为了获得匙补充信息决而在某个维单项上进土行的特定补充泰性试验铃，仅当狸订货合生同明确枪指定时烂才进行该试闪验。只有在运后行环境下揉才能进行示的特定和凡补充的试验，贡该试验驳应在订避货合同叼规定使娃用的轨治道和接触网押系统下进渐行。57受电弓岭的主要鸭试验受电弓鸽的静态接触领力测量（例惕行试验）在一个帐连续的稿升降周受期内，催在弓头结保持0.05根m/s运行速度静的情况下肃，在弓头齐悬架下直丘接测量静俭态接触力静态压力勉曲线58受电弓稼的主要累试验受电弓城的升降操麻作耐久粥性试验（型球式试验）装有最宏大设计洞质量弓博头的受骡电弓，慌应能承材受100厕00次从落晌弓位到岗上部工录作高度织的连续乱升降操遭作。对必于最初毁的500次和最覆后的500次操作，攻传动系统牧提供符合菠规定的最正小能量值党时，受电封弓应能升如到最大伸矛展位置安装弓笋头的受惭电弓在块上述同糟样条件细下，在灶工作范虚围内以0.1摄m/s的速度蹲承受750墨00次连续的虏升降操作猪（如果装念有阻尼器监，应事先灵被断开）试验后，妄受电弓的快所有参数盐均应能调鲜整到标称棒设计值，屯且无异常逼磨损、变茄形或断裂辅，并应能剥满足使用剥要求59受电弓朝的主要景试验受电弓的横向固有早频率试验（殖型式试汤验）受电弓牺伸展到涂上部工岭作位置竹的75%处，在药弓头支览承轴处滋施加300N的横向蜘力，使杀之偏离雪原来所嚼处的位嘴置，在毁此位置梯释放弓眨头，受吨电弓应停自然摆灿动，摆园动的频肤率即为星受电弓惹的横向烈固有频阅率装有最搬大设计爸弓头质虽量的受削电弓及浙其绝缘庸子安装仇在受电迅弓振动启试验台凡上，试庆验台产沙生正弦杆振动，仪其振动丈频率和顽振幅均门可横向铲调整。码当试验饰完成时循，振动薯台的振杠动频率陷应比横伪向固有舌振荡频遵率低10%。当受电弓盒伸展到上具部工作位原置的75%时，振析动台的仿振幅应团调整到闯使弓头木支承轴缓的振动寄加速度伴（Γ）为7m/西s2。经过107次循环汁，受电原弓的静茎态接触变力和传陵动系统杆仍应符骂合技术拥要求受电弓挥的横向振其动试验（敢型式试粱验）60受电弓的孝主要试验受电弓胸的横向刚度试验（可型式试坦验）受电弓练升起到闹上部工怎作位置技高度，霉当300N的力接沸连施加乔在支撑气弓头的半框架两窃侧时，博每侧的俯位移不逮应超过30m施m。每次试肥验后，祥受电弓灯不应产膛生永久速变形。61受电弓的护主要试验受电弓的平均抬朱升力试验（综小合试验）落弓保持淹力试验（葵型式试表验）一般要榜求受电常弓落弓驾保持力黑在120捕N左右！工作高度静态抬升力测试落弓保持力测试测力计62受电弓内的主要片试验受电弓的左其他试验ADD动作时端间测试ADD关闭阀ADD试验阀ADD动作时间扣测试应在嗽两个工作稿高度进行僵，1.受电弓科最高工覆作高度贝；2.落弓位置疲以上工作帝范围的20%处。启动ADD试验阀当，用电究秒表记余录降弓虚时间，醉每个工戴作高度已应进行摩三次试屯验，每糖个工作刺高度的ADD动作时间庭都应低于1S的标准值乐。最高工作高度落弓高度采用电秒类表分别记孤录三次升充弓和降弓晚时间，受纱电弓应满凉足从落弓巧高度升至程最高工作粱高度的上咸升时间不猛超过10S的要求痛。升降弓时范间测试各类加热怖试验63受电弓就的主要呼试验受电弓的垂直振动试验（研塘究性试验叶）将配有保正常传仗动系统月和与服节役接触玩网相适铁应的受班电弓安像装在垂遵直方向专能产生阳正弦振遮动的受笑电弓振烟动试验硬台上，兄振动台京的刚度瞒至少比胶弓头悬餐架的刚净度高10倍。对受电微弓施加躬振动，怒从0.5H巩z到10Hz时，振赖动频率潜的最大黎增加幅摄度为0.0锯2Hz嫌/s；从10H佩z到50H液z时，振羞动频率范的最大钱增加幅萝度为0.1迫Hz/脚s。受电弓愉的静态济接触力龄以及振梦动台输泄出的正趁弦波振嫌幅应根级据受电桶弓的具帐体情况呆事先确学定。试验开始远后，首先犬应使试验姿台产生的稿振动作用掩于滑板的顶中间，然秃后使振动察作用于滑击板的最大订拉出值处奋。分别记袜录接触力彼的变化，疤并作出振进动频率与适振幅的函样数关系。振动试荣验台64受电弓的惰主要试验受电弓寺的摩擦磨跟损试验（故研究性毁试验）摩擦磨损羊试验台材