朱华欣
中国铁路北京局集团有限公司北京动车段北京南所 北京 102600
摘要：动车组行驶上方供给电力的导线为接触网，动车组车辆上方用于从接触网接收电力的装置称为受电弓，一般将两者合为“弓网系统”，在受电弓升起和接触网接触时，接受接触网传来的电力，以此来维持动车组车辆前行，但接触网为防止过载采用分区段原则，每段接驳一个牵引变电所，区段之间互相绝对绝缘，因此在过区段是需要降下受电弓，可以说受电弓的升起与降下控制着列车的电力来源，而升弓绛弓有可能出现故障，影响车辆运行，这也就是本文的分析缘由，通过分析受电弓的控制原理与故障分析，确保列车能够正常运作。
关键词：动车组受力弓；控制原理；故障分析
引言：
动车组的受电弓是其电力主要来源，在升起或降落的过程中，受电弓很可能因此产生故障，无法有效升起或降落，这会对列车运行造成严重影响，因此，为了保障动车组车辆能够正常运行，必然要了解受力弓控制原理，并了解受力弓的常见故障，分析其成因，之后好对症下药，做好检修，避免故障的发生。
一、受电弓控制原理
首先需要知道，车辆行驶都是需要动力的，而动车组车辆虽然稍有不同（动车组为多动力车辆组，在车辆内有部分车厢自带动力），但还是需要从外界传输动力，而动车组车辆的运行动力就是电能，电能从哪里来？即是从遍布在铁路线头顶的电路线上传输，称之为接触网，从接触网上传引电力的设备，即是受电弓[1]，如下图图1所示，可以说受电弓就是从接触网上接收电力的装置，受电弓升起是接受电力，受电弓降下或未升起时，由车辆内部蓄电池组向车辆控制电源及照明回路供电。
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图1.受电弓简图及模型
那么又会有新的问题产生，车辆运行是一直供电吗？并不是，接触网太长，为防止过载、为防止异相电短路并造成熔断接触网，通常采用分区段原则，每段接驳一个牵引变电所，区段之间互相绝对绝缘（称为电分相区），在经过各区段之间，需要将受电弓降下[2]，在这段区域间，车辆不受外界给电，靠车辆内部蓄电池供电或不供电快速滑行通过，因为分相区较短，因此乘坐几乎无影响，分相区如图2所示。
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图2.铁路分相区简图
另外要注意的是，注意受电弓升起和接触网的接触是“托起”，而不是“搭挂”，这会减少摩擦以及其他影响，受电弓和接触网通过托起保持紧密接触，受电弓会根据接触网的高度自己调节高度，在接触时必然会有磨损，受电弓碳滑板主要成分是碳，检修时发现碳板厚度降低就需要及时更换检修。
受电弓的升起与降落受列车司机控制，在自动化行驶中也受系统控制，一般来说是车辆上有操作按钮——司机操作按钮——受电弓电空阀线圈得电——压缩空气——控制电空阀——电空阀将压缩空气打入受电弓气源阀板和绝缘软管——气囊充气扩张推动导盘——引导受电弓升起。绛弓与之相反，但属同一原理，将气囊里的压缩空气排入大气，气囊干瘪，推动受电弓降落。
二、常见故障分析
受电弓的故障原因是多方面的，这里根据设备对象的不同简单划分。
1.受电弓总进风管故障：受电弓总进风管会受到外界异物打击，造成损耗直接不能使用，无法接收电力，动车组会自动绛弓并停车，无法运行
2.碳滑板故障：碳滑板是托起接触网的器件，要注意的是，接触网有新型的铝钢合金接触网和传统的铜银合金接触网，其中铝钢合金接触网重量更轻且更耐磨，一般不易损耗，通常是以年为单位检修更换，而碳滑板不同，在运行中碳滑板会不断地磨损，掉落碳粉，需要几天就更换一次，而且碳滑板的行进是“之”字形而不是“一”字形，因此会让磨损均匀，但也有异常情况，碳滑板不合格、破损漏风、接触网硬点磨损、静态接触压力异常、磨损不均匀、未及时更换等，都会造成碳滑板故障，造成无法接收电力，同样动车组车辆会自动绛弓并停车[3]。
3.气囊故障：气囊故障是因为气囊老化或者受异物打击，车辆自动绛弓并停车。
4.接触网故障：接触网故障来自弓网匹配产生的交变剪切应力，会造成接触网断股，影响电力输送，车辆自动绛弓并停车。
5.无法升弓故障[4]：一方面是人为操作问题，一方面是动车组蓄电池不足支撑升弓，另一方面是升弓电路或继电器断开，无法正常工作，会造成车辆没有动力来源，蓄电池电力使用完后停车。
6.无法绛弓故障：一方面是认为操作失误，一方面是绛弓电路或继电器无法断开，无法失电，受电弓仍保持升起状态。
三、针对故障的优化策略
1.持续优化受电弓的材质，采用新材料新技术，提升空气软管、气囊、碳滑板等设备的耐用性，要明确的是，自动降弓或无法升弓，造成列车停车，只需等待维修即可，造成的危害较少，而无法绛弓，则有可能造成爆发性电流，受电弓和接触网因此损坏，维修将非常难，因此新技术要着重绛弓方面，让故障发生时，能有效自保护降弓，或绛弓速度更快。
2.做好市场监督，避免受电弓及各零部件材料质量不足，滥竽充数造成故障的现象，提高市场准入原则，并强调追责制，确保受电弓及各零部件的质量良好，尽最大可能减少故障发生。
3.做好检修工作，检修工作包括日常检修以及月检、大检、厂检等，相互协调配合，丝毫不能马虎，并将检查重点放在受电弓易发生故障的地方，防患于未然。
4.根据故障发生的外在形式，迅速腿短故障发生的原因，进而对症下药快速维修。
5.受电弓接触压力更具弹性：上文提到，受电弓和接触网接触时是托起的状态，具有一定抬升量，接触压力如果太小，容易造成接触不良甚至直接离线，容易对受电弓和接触网造成损坏，基础面积太大则会加大两者摩擦耗损，因此，让受电弓接触压力更具弹性，均匀且适度接触，必然会让增加弓网系统的使用寿命。
四、结束语
受电弓和接触网组成的“弓网系统”是列车行驶动力的主要来源，但受电弓无法长期保持和接触网的接触，需要根据实际情况升起或降落，如果遭受故障无法有效升落，必然会对列车的正常运行造成影响，上文首先阐述了受电弓的控制原理，随后阐述了常见故障及原因，最后给出了相应的优化策略，希望对有所帮助，避免故障的发生。
参考文献
[1]汪怡泉.CRH380B型动车组受电弓控制原理与故障分析[J].铁道机车与动车,2018,538(12):6+46-49.
[2]王金花,刘恒.CRH2型动车组受电弓控制电路分析及故障处理[J].科学技术创新,2019(15):11-12.
[3]陈刚,林杰.动车组受电弓故障分析及改进[J].中国铁路,2013(05):100-102.
[4]沈天奇.CRH2型动车组受电弓简介和故障分析[J].《山东工业技术》,2016(14期):229-230.