[摘 要]近年来，随着高速动车组的快速发展，动车组速度从最初的200Km/h提升至目前350Km/h，对动车组牵引性能也越来越高，受电弓系统作为高速动车组受流供电的关键部件，在动力传输中承担着重要的角色。由于外界工作环境复杂极端化，给受电弓系统自身的技术性能及维护提出了很高的要求。本文主要就国内外高速动车组受电弓系统的发展概况进行阐述，结合CRH2A系列动车组受电弓系统原理，对受电弓故障进行深入探究并提出相应应急备案。
　　[关键词]高速动车；受电弓；工作原理；问题及策略
　　中图分类号：S767 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）16-0053-01
　　引言
　　由于高速动车组的运行速度提升，出现动车事故的危害将是致命的，所以在保障高速动车的安全运行方面必须做到万无一失。其中在接触网和运行列车之间起到电能传输作用的受电弓系统必须经过严格的质量检验和运行可靠性评估，这样才能为高速动车的安全运行提供可靠的保障。从普通的列车到高速动车我国铁路工作人员做出了巨大的努力，目前我国的高速动车运行总里程已经稳居世界第一的位置。
　　一、国内外高速动车组受电弓系统概况
　　在我国高速动车组的受电弓系统设计施工过程中，其中的接触网线是由勘测相关单位进行实地数据的测量收集，再交付于我国高速动车组相关的电气化单位进行设计制造，其中不考虑受电弓的影响。在受电弓的制造过程中也同样不考虑接触网的影响，两者在设计制造环节互不干涉[1]。在接触网与受电弓的连接中出现的问题比较多，主要存在外界环境对连接滑板的腐蚀和接触位置的长期磨损等等。
　　国外动车中的受电弓系统以法国的TGV型受电弓、德国的DSA型受电弓和日本的PS系列受电弓为研究对象[2]，法国的TGV型受电弓的主要特点是双层单臂式受电弓，该受电弓的质量明显减轻较少了受电弓自重对设备的损耗，在分段区域采取直流供电与交流供电的两种模式，以达到节约能源的目的。在德国的DSA型受电弓中主要是通过气动升弓和带阻尼的降弓，滑板和弓头设计为一个整体，不仅可以减少维修的次数，还有效的延长了该受电弓系统的运行寿命，再加上DSA型受电弓的质量轻、维修方便、体积较小很好的实现了受电弓系统运行中的经济效益，而且很符合空气动力学的设计要求。在日本的PS型受电弓系统中主要对受电弓的质量进行探索，不断降低受电弓的离线率，就是保证受电弓的弓头的归算质量为最低值，这样可以减少弓头和接触网之间的震动连接，不断降低接触网线上的硬点对受电弓的冲击压力，保护受电弓的安全运行时间，减少电能传输的噪音为乘客提供更好的服务。
　　二、CRH2A系列动车组受电弓系统原理分析
　　国内CRH2A系列动车组受电弓系统主要由支撑绝缘子、底架、上下导杆、气囊装置、弓头组件、阀板和碳阀板等组成。当车辆需要升弓供电时，司机需操作车辆投入主控，动车组全列直流控制系统激活，当车辆辅助供风系统风压在正常升弓压力条件下，司机操作受电弓升弓旋钮，触发电路控制系统升弓供电电路自锁，升弓閥得电导通，供气阀门打开，气压经过受电弓阀板减压调压处理后充入升弓气囊，通过气囊气压的推动使受电弓缓缓的向上升起直至到接触网的高度，保障两者能够达到静态接触力的标准要求为目标。当车辆需降弓断电时，司机在主控司机室将车俩主断断开，降低受电弓系统负荷，操作降弓按钮，降弓电路得电，解除升弓电路得电自锁回路，升弓阀失电截止供风使气囊压力的释放，伴随着气囊压力的逐渐释放，受电弓缓缓的降落下来[3]。动车组在运行过程中会出现接触网和受电弓之间的震动情况的发生，可以通过两级减震来减缓震动的危害，第一阶段通过悬挂的气囊压力来对震动进行缓解，第二阶段通过受电弓的弓头弹簧进行二级震动调节。
　　三、目前国内运营动车组常见故障及应急策略
　　由于受电弓的安装位置一般都在列车的顶部，在运行的过程中总会受到风霜雨雪的侵蚀再加上零部件的自然氧化，都给动车运行过程中的安全性带来了很大的挑战，有时再加上冰雪天气接触网和受电弓之间都已经形成了一层阻碍物，极大地妨碍了电能的转化，为列车运行埋下安全隐患。目前国内动车组受电弓故障主要表现为以下几类：
　　3.1 受电弓无法升起
　　受电弓升弓主要由电路控制和气路驱动共同作用，当动车组受电弓无法升起时，故障原因可归结为五点：第一、电路系统故障，升弓电磁阀未得电或者得电后电磁阀自身故障导致不动作，故障处理通常对电路各开关状态以及各线路导通及绝缘状态进行逐一确认；第二、受电弓气路阀板故障，受电弓升弓所需气压是通过阀板调节后进行供给，当阀板出现连接不良，各阀件功能失效或者泄露时将导致受电弓无法升起；第三，受电弓管路泄漏，当出现自受电弓阀板至碳阀板供风管路漏风情况时，气囊无法充气，最终将导致受电弓无法升起；第四、阀板压力开关故障，当受电弓正常升起后，阀板压力开关在升弓气压下正常导通，司机室监控屏将显示受电弓正常升起，当压力开关出现故障后，气压无法驱动其动作，将会出现受电弓实际已升起但司机室监控屏显示未升起故障；第五、受电弓卡滞，该问题主要集中为冬季冰冻天气，当受电弓结冰冻结导致无法升起，若轻微冻结，可以调节受电弓阀板压力将受电弓升起。
　　3.2 受电弓自动降弓
　　自动降弓目前主要集中发生在动车组运行途中，通常故障常见形式为两种：第一、运行途中异物击打，车辆高速行驶过程中，飞鸟撞击导致风管断裂触发自动降弓为主要故障形式。；第二、碳阀板磨耗超限，碳阀板磨耗超限导致漏风，触发受电弓快速降弓系统自动保护使受电弓降下。
　　3.3 受电弓受流不畅
　　受流不畅问题主要为以下两种情况：第一、当受电弓与接触网接触压力未在标准规定范围内，受电弓与接触网之间通常会拉弧严重，受流不稳；第二、冬季接触网结冰，导致碳阀板与弓网之间形成一间隙，受电弓受流不稳，电压频繁跳变，该问题对车辆运行将产生严重影响，牵引系统无法正常工作。 　　由于运行环境的复杂性，近年来高速动车组受电弓故障对车辆运营频繁造成晚点，对行车安全带来巨大挑战。为将故障影响最大限度降低，针对受电弓故障问题，目前国内已具有成熟的应急策略，车辆运行途中发生受电弓故障，在停车检查确实故障受电弓的状态确认无脱落风险后更换另一受电弓继续运行，若存在脱落风险则登顶捆绑后换弓运行。目前CRH2A系列動车组大多配置弓网监控系统，在列车运行过程中实时监控受电弓各部件状态，当出现受电弓故障时，可第一时间通过弓网视频确认受电弓自身状态，尽可能准确地掌握故障原因，为后续应急指挥提供可靠信息。同时当前大多数运营车辆均配置应急升弓装置，解决动车组因蓄电池供电系统亏电造成受电弓无法升弓供电问题。对于极端的外部运用环境，如冰雪天气，当动车组停运后异地停放时，尽可能对受电弓系统进行多次升弓试验，以杜绝受电弓冻结造成无法升弓故障，同时便于提前发现受电弓其余故障隐患，以便于提前解决。车辆入库检修，根据检修标准要求，对受电弓升降弓功能、弓网接触静态压力以及各供风管路状态进行检查，以保证动车组次日正常上线运行。
　　四、结束语
　　受电弓作为高速动车组的关键部件，为车辆的运行提供可靠动力，综上对国内受电弓与国外受电弓系统的差异性进行互相对比阐述，结合当前国内主流动车组之一CRH2A系列车组的受电弓工作原理，对现阶段受电弓在列车运行中出现的故障形式、安全隐患、以及应急策略进行集中分析。为未来的高速动车组受电弓系统的进一步优化建设提供一些实际的经验。
　　参考文献
　　[1] 彭瑞刚.动车组受电弓风管故障分析及改进措施[J].上海铁道科技，2017（02）：67-69.
　　[2] 周亦人，邱小林，宋龙龙.面向受电弓系统的综合故障诊断决策方法[J].制造业自动化，2016，38（12）：61-63+77.
　　[3] 李永华，李嘉文，明鉴，罗超谦，周威，张让.高速动车组受电弓系统RAMS评估[J].高速铁路技术，2015，6（05）：18-21+66.
　　[4] 石三宝.关于CRH2A型动车组在郑西高铁线路上自动过分相异常问题的分析[J].硅谷，2013，6（03）：98+145.
　　作者简介
　　龚超成（1990.12.5），性别：男，民族：汉族，籍贯：山东青岛，学历：硕士研究生，单位：中车青岛四方机车车辆股份有限公司，研究方向：高速动车组故障诊断。