于月平

摘要：阐述了DSA200型受电弓结构、特点、优点，升弓装置及其控制装置组成、动作原理，以及受电弓调整及维护。针对我局大包间处于运煤大通道，万吨列车高密度运行，环境温差大，风沙大的特点。提出弓网故障的解决措施。

关键词“受电弓、DSA200型、ADD气路保护、升弓、降功。

受电弓是电力机车上的一个重要部件，是从接触网导线上受取电流的一种受流装置，受电弓靠滑动接触而受流，其性能的优劣直接影响电力机车工作性能的稳定。随着电力机车、电力动车组运行速度不断提高，对其受流性能也要求越来越高。

目前我国干线电力机车使用的受电弓主要有TSG系列受电弓和DSA系列受电弓。DSA200型单臂受电弓结构简单，设计先进，是目前国内新造机车的首选型号，其设计速度200km/h，适用于相应速度等级的各种电力机车及动车组，其结构合理，轻量化设计，尤其是轻质量的弓头及较大的弓头自由度实现了弓网的良好的接触。采用气囊驱动升降弓，传动系统安全可靠，升、降弓时间短；弓头采用弹性悬挂型式，自由度大，相对接触网线的跟随性好，受流质量高；具有独特的自动降弓装置（ADD系统）；当受电弓发生刮弓等故障时，自动降弓装置使受电弓快速降弓，对受电弓和网线起到保护作用。与TSG系列受电弓相比,它具有运行稳定,适用范围广等优点,因此近年来我国电力机车越来越多采用DSA200型受电弓。

一、优点：

1、技术先进、世界范围普遍使用

DSA200型受电弓，技术成熟，产品在欧洲、美洲、亚洲均有较高的市场占有率，我国引进消化吸收后打造成中国的“奥迪”产品。

2、整弓弓头重量轻、动态接触性能稳定、弓网跟随性优良

先进的结构设计及大量采用铝合金和不锈钢等轻型材料减轻了整弓的重量，是TSG3型受电弓的一半，约125kg；尤其是轻质量的弓头及较大的弓头自由度，实现了弓网的良好接触，在实践使用中，离线率几近为零。

3、受流性更佳

弓头长度超出TSG3型受电弓700mm，达到1950mm，滑板长度达到1576mm，使得滑板受流范围更大，不会发生拉出值超限的情况，性能更加稳定；最大可收取1000A的电流，受流能力有了进一步的提高。

4、采用气囊驱动，升降弓动作迅速快捷

在气囊达到正常工作气压时，升弓时间不超过5.4s，降弓时间不超过4s，接近TSG3型受电弓动作时间的一半，所需工作气压更低约360～380kpa。

5、安全独特的ADD系统。

独特的自动降弓装置（ADD系统），结构简单、可靠性高，反应灵敏，动态情况下1.2S离线150mm。

6、可匹配集成化主断控制器

在弓网故障发生时，主断控制器立即断开机车主断路器，避免带负载降弓时弓网之间产生拉弧损坏受电弓和接触网。该装置输出为无触点控制，体积小、可靠性高、安装简单。

7、在正常运行情况下，实现10万公里免维护。

关键部件采用国际知名品牌，质量可靠，大大降低了故障率和维修成本，近几年逐步实现了国产化。

8、气候适应性强

可在-40℃～+40℃的气候条件下正常使用，适应我国广大地区及高温、高寒、高盐碱地区。

9、使用寿命长

整弓的设计寿命为30年；易损部件设计寿命在5年以上。

二、参数：
环境温度          －40～＋40℃

设计速度          200 km/h

额定电压          25kv

额定电流          1000A

额定静态压力      70N±5N（不带阻尼器）

静态接触压力      70N±10N（可调）

动态接触压力      通过弓头翼片调节（根据需要选装）

压缩空气压力      400～1000kpa接触压力

正常工作压力（70N时）  压缩空气压力约360～380kpa。

升弓最小压力      320 kpa

升弓时间          ≤5.4 s
降弓时间          ≤4 s
自动降弓时间      1.2s（离网150mm）

降弓保持力        ≥120N
落弓位伸展长度    约2600 mm
最大升弓高度（包括绝缘子）    3000 mm
落弓位高度（包括绝缘子）      588 mm
弓头长度          1950 mm

弓头宽度          580mm±2mm

滑板总长度        1576mm

碳滑板直线长度    1250mm
驱动类型          气囊驱动机构
整弓质量          约125kg

三、结构

1、DSA200型受电弓的结构特点与原先国内普遍采用的弹簧式受电弓有非常显著的区别，其动作过程由两套通过关节相连的四铰链机构完成。下部四铰链机构由底架、下臂、上臂的T型部分和拉杆组成，该机构的作用是使受电弓进行升降弓动作，通过下臂的转动，使弓头上升或下降，并保证其运动轨迹基本为一铅垂线；上部四铰链机构由上臂框架部分、弓头导杆、弓头支架组成，该机构的作用是在受电弓工作高度保持弓头也就是滑板的水平状态。连接各主要构件的铰链座都装有滚动轴承，并采用金属软导线进行短接，以防止电流对轴承的损耗。

下臂支撑受电弓重量，传递升降弓力矩，其长度也决定了受电弓的工作高度。下臂管上、下端焊接轴套（连接器），轴套上焊有连线板、缓冲器支架，并在下轴套上有“线导向”，下轴套通过轴承、轴与底架相连。上轴套通过铰链和上臂相连。其上有钢索导轨，可以通过钢索和升弓机械装置相连，在升弓机械装置的带动下下臂绕轴转动。

上臂用于支撑弓头重量，传递向上压力，保证受电弓工作高度。在上臂框架内装有涨紧绳，框架下焊有下导杆支架及连线板。弓头与通过框架上管的轴、止动器、控制杆、左右支架连接。上臂下端通过连接器、连接板与下臂相连。上臂下端又与上导杆相连，上导杆上端与弓头支架相连。上臂下端还与下导杆相连，下导杆与底架相连。

弓头由弓头支架装置、滑板组成。弓头支架上端用螺栓与滑板相连，弓头支架通过两个横向弹簧与上臂相连，保证横向弹性。在支架与上臂间装有四个纵向弹簧以保证纵向弹性。通过弹簧使滑板与接触网间得以缓冲。滑板内有风道并充有压缩空气。

滑板安装在弓头支架上，弓头支架垂悬在四个纵向弹簧下方，两个横向弹簧安装在弓头和上臂间，克服横向偏移，这种结构使滑板在机车运行方向上移动灵活，而且能够吸收该方向上的冲击，达到保护滑板的目的。

2、DSA200型受电弓各部件的特点如下：

（1）、底架由高级合金钢焊接成方框结构，具有很高的机械强度和抗振性能。该部件通过三个绝缘子安装在车顶上，当作四铰链机构中的静臂杆，同时也是驱动装置系统、ADD系统的安装基础。

（2）、下臂杆由圆管合金钢焊接而成，该部件作为四铰链机构的主动杆，传递驱动装置的输出力矩给上框架系统，并最终作用于弓头系统，保证所需的弓网接触压力，同时也是ADD气路保护传输通道。

（3）、上框架由铝合金焊接而成，质量很小。该部件作为四铰链机构中的从动杆，传递力矩给弓头结构，同时也作为平衡系统的重要环节。

（4）、拉杆不同于TSG系列带有升降弓弹簧的受电弓的推杆，该部件在工作中是承受的拉力，与上框架和底架连接，两端有万向球轴承，保证灵活的自由度。

（5）、弓头部分大量采用铝合金结构，并采用铝托架及整体碳滑板，大大的降低弓头的质量，保证良好的弓网动力学性能。

（6）、平衡杆采用工程塑料，是保证弓头在不同工作高度与接触网悬挂系统水平接触的重要部件，该部件质量非常小。

（7）、ADD气路保护装置可以使受电弓滑板在磨损到限或者是因为刮弓等原因导致滑板破损时，立即断开主断路器并降下受电弓，避免受电弓和接触网继续接触从而扩大故障损失。

（8）、阻尼器采用的是单向阻尼器，根据不同的接触网类型以及速度要求，合适的阻尼匹配值可有效的改善受电弓的运行速度范围。

3、ADD气路保护功能

与以前的弹簧式受电弓不同，DSA200型受电弓上增加了一套ADD气路保护系统，也就是自动降弓系统。该系统由快速排气阀、ADD试验阀和ADD关闭阀、碳滑板风道及导管组成。

来自升弓电空阀的压缩空气，一路向气囊充气、一路进入快速排气阀下室、一路进快速排气阀上室同时经关闭阀给滑板管道充气。快速排气阀体内部分为上下两个腔体：一个腔体连接气囊，另一个腔体连接滑板。在正常的升弓及降弓的操作情况下，快速降弓装置不动作。其中与碳滑板连接的腔体内部气压保持与碳滑板内部气道气压一致。正常状态下，ADD内部通过一个节流阀不断给滑板内部气道供气，保证其气压平衡，并防止滑板出现小裂缝（在允许范围内）不会影响受电弓正常工作，少量漏气可由快排阀遏制，防止引起受电弓自动降弓。当发生弓网事故引起滑板内部气道泄露或中间气路导管破裂，如果该泄露量大于ADD快速排气阀内部的补给量，导致该部分气压迅速下降，引起快速排气阀上下两个腔体气压不平衡，下腔压力推动模板，打开排气孔，将压缩空气排出，使受电弓快速下降。该过程将会发出非常刺耳的排气声音，并使受电弓在2S左右迅速脱离接触网而降弓。

ADD试验阀在正常情况下处于关闭状态，该阀主要模拟滑板气路泄露情况，用来检查ADD系统是否工作正常，如果正常一旦打开ADD试验阀，将会引起受电弓迅速降弓。

ADD关闭阀在正常情况下处于开放状态，该阀主要功能是用于切断受电弓的ADD保护功能，在实际行车中有可能因非弓网事故引起ADD保护装置动作，使受电弓无法升弓，影响行车。此时可通过关闭该阀，保证正常行车。

四、升弓装置及其控制装置组成、动作原理

升弓装置主要由气囊式气缸和导盘组成，导盘通过钢索连接在下臂钢索轨道上；控制装置由空气过滤器、用于调节升弓时间的单向节流阀、精密调压阀、压力表、用于调节降弓时间的单向节流阀及安全阀组成。受电弓升弓时，升弓电空阀得电，气路打开，压缩空气通过电空阀、空气过滤器、升弓节流阀、精密调压阀（调整正常升弓压力值为360～380kpa相当于接触压力70N）、气压表、降弓节流阀、压缩空气绝缘管通过车顶，到升弓气囊，气囊胀大，推动导盘向其前方运动，导盘和钢索轨道间拉紧的钢索带动下臂绕轴向上转动，从而将下臂拉起，通过下导杆，使得上臂升起，弓头与接触网接触，受电弓升起。降弓时，升弓电空阀失电并开启排气阀排气，升弓气路关闭，压缩空气从气囊经安全阀、降弓节流阀、精密调压阀、压力表、升弓节流阀、空气过滤器和电空阀排出，气囊收缩使导盘向右移动，带动钢丝绳绕下臂弧板运动，受电弓靠自重下落并维持在降弓位。

五、受电弓调整及维护

受电弓静态压力调整方法是：额定风压下，在受电弓弓头部分悬挂一个弹簧秤，调精密调压阀，直止受电弓慢慢上升为止。然后，在弓头升高1.6m处，人力阻止受电弓上升，使弓头能在这一高度处停留，此时弹簧秤应显示压力为70N。如果受电弓发生过自动降弓也须经过完整调修后，才能重新使用。

 升降弓时间调整

调整要求：调整过程应在静态接触压力调整好后进行。通过调整阀板上的两个节流阀调整。从受电弓的落弓位置到工作位置，即受电弓从落弓位置上升2m高（包括绝缘子高度）的升弓时间和降弓时间，必须符合规定。升弓时，受电弓不允许有冲网及任何回跳现象。降弓时，受电弓必须有缓冲并无砸车顶现象，落在两个橡胶减振器上，允许降弓时在降弓位弹跳，以作缓冲。

调整方法：调整节流阀控制受电弓的运动速度，使其满足升、降弓时间的要求。

维护

滚动轴承的润滑是为了提高其使用寿命，两年一次的维修期或常规维修时油杯应注意密封以防尘土和水。滑动轴承可自行润滑，保养方便。

控制阀板上的过滤器应1～2周清理一次。

出现下列情况时，必须更换滑板：

（1）、碳条高度小于5mm；

（2）、出现切口或缺口

（3）、由于产生电弧，发生变形或缺陷。

如果仅需要更换一个滑板，新滑板与另一个滑板高度差应不超过3mm。

发生弓网故障后必须进行全面检查并更换损坏部件后，在专用试验台上对受电弓进行全面试验合格后方可重新装车使用。

通过以上分析：针对我局大包间处于运煤大通道，万吨列车高密度运行，环境温差大，风沙大的特点。高质量的电力机车，尤其是高质量的受电弓是保证行车畅通无阻的重要条件。

受电弓ADD系统只有在滑板、导管破裂造成较大漏风，才会引起自动降弓，此时已发生弓网故障，只是避免进一步扩大故障。当受电弓发生偏斜，滑板、导管不破裂时不会发生自动降弓。如果能在受电弓弓头支架处增加传感器，只要受电弓弓头发生偏斜超过一定限度时，传感器发出信号通过一个控制装置使ADD系统动作，从而使受电弓快要发生弓网故障时，受电弓已经降弓，更好的防止弓网故障的发生。