高速动车组低温环境下受电弓无法升起故障解析

摘要：本文通过对CRH380A（L）高速动车组低温环境下发生的受电弓偶发无法升起的故障入手，剖析低温环境下受电弓故障的深层原因，针对低温环境对受电弓升弓影响做出了展望和建议。

关键词：高速动车组;受电弓;低温环境

1.序言

CRH380A（L）高速动车组采用的受电弓为TSG19A型及DSA380型受电弓。受电弓在高速动车组中的地位毋庸置疑，它承接着将接触网的特高压电引流至高速动车组主变压器等设备的桥梁作用。一旦高速动车组在运营过程中受电弓出现问题，轻者换弓运行可能导致晚点，严重的会导致动车组无法牵引，只能等待救援。

2.受电弓原理浅析

CRH380A（L）高速动车组受电弓回路由电路及气路两部分组成。电路部分最终是要使得车下辅助空压机内升降弓用电磁阀处线圈励磁，电磁阀正常得电动作后使得气路打通。

低溫环境下，最易发生异常的为受电弓气路方面。本文从一例CRH380A（L）高速动车组受电弓低温无法故障实例入手。首先检查气路：车上配电盘受电弓阀板压力值偏低，怀疑气路存在漏风点。登顶检查发现受电弓ADD阀处持续排风，初步判定为车顶ADD阀处漏风，受电弓升弓压力不足导致的受电弓无法升起。

3、原因分析

CRH380A（L）高速动车组受电弓使用的ADD阀为进口ASCO阀。ADD快排阀它分为上、下两腔。上腔与受电弓自动降弓气路（滑板、弓头风管）相通，下腔与受电弓主气路相通，上、下腔间通过膜片隔开，膜片上有连通上、下腔的导流孔。具体见图2、3。

ADD阀气路包括进气口，出气口及排风口。进气口是车辆辅空供风，出气口是接至压力开关及受电弓碳滑板，排风口接大气。

受电弓升弓过程：压缩气体进入受电弓主气路及快排阀下腔，此时由于上腔尚未充气，下腔压力则不断增加，膜片下表面受到的支持力大于膜片上表面受到的下压力，膜片因而向上凸起，造成下腔与快排口相连，从而进入快排阀的压缩空气一部分经由快排口排向大气。快排阀上腔经膜片上的导流孔得到补充，当补充的气压和弹簧的合力大于下腔对膜片的支撑力时，膜片将恢复原状，快排阀的快排口自动关闭，此时气囊将持续充气，受电弓升起，而由于不再有气流从快排口排出，排风停止。

若出现快排阀膜片变形，贴合性变差的情况下，膜片上腔的气压及弹簧压力不能够使膜片完美贴合下腔体，会导致与下腔体连接的排风口无法关闭，一直处于排风状态。

受电弓升弓时快排阀动作部件仅有膜片和弹簧，其中弹簧起辅助关闭作用，阀进口和出口密封主要是依靠压紧膜片来实现，当出现以下几种情况时，管路中的气流将通过快排阀快排口处快速排气而导致无法升弓。

分析得出结论如下：

（1）快排阀膜片高低温性能可靠性不足，高低温情况下可能导致膜片弹性变低，硬度变大、变形。膜片贴合性变差，密封性能降低。导致膜片与排风口间的接触间隙增大、接触不均匀或压紧力降低。作用在膜片上的压紧力即使达到规定值也不能将排气口可靠关闭。从而出现偶发性排风不止无法升弓故障。

（2）压缩空气中的杂质造成导流孔堵塞，气体无法从下腔进气口进入上腔出气口，会导致出气口上腔处压力上升过慢。进、出气腔的两者压力差低于规定值、达到排风口的开启压力时，压缩空气经由排风口直接排向大气，受电弓将无法升起。

以上两种原因，可能导致ADD阀体上、下腔的压力差达到排风口开启气压，快排阀启动（快排口排风）从而无法升弓。

4.展望及建议

CRH380A（L）高速动车组受电弓低温环境下无法升弓的情况，一方面通过研发更适合国内运营情况的国产化膜片，解决低温环境下膜片状态不良的情况;另一方面可以加强对升弓回路中空气杂质的清洁，确保快排阀导流孔处压缩空气的清洁度。通过以上两方面措施，降低低温环境下受电弓故障发生率。

作者简介：刘瑞强，1985年12月，男，汉族，山东省菏泽市，硕士研究生，工程师，中车青岛四方机车车辆股份有限公司，技术工程部，高铁动车组调试工作。