受电弓作为电气化铁路供电系统的重要组成部分,承担着将电能传输给列车的任务。它分为单臂弓和双臂弓两种,由碳滑板、上框架、下臂杆、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。除了为列车提供所需电力,还确保了供电系统的稳定性,是轨道交通车辆的重要零部件。
受车辆负载、接触线因素、受电弓材质和环境条件影响,受电弓在使用中常常会出现异常磨耗现象,异常磨耗会影响受电弓与接触线的接触情况,进而影响电能的传输效率和质量,甚至可能导致设备的失效,影响车辆运行安全。
偏磨:受电弓在运行过程中因机械受力不平衡的原因,使得其两侧碳滑板磨耗不均匀而出现偏磨现象,使碳滑板的使用寿命减少。
碳滑板掉块: 碳滑板会因弓网撞击以及拉弧灼烧等原因出现掉块或缺块问题。若碳滑板缺块面积较大时,其自身的受流面积会大幅度减少,会导致碳滑板无法正常进行受流。
3.磨耗异型:受电弓磨耗异型指的是受电弓在使用过程中出现的不规则、非均匀的磨损形态。可能会导致受电弓的接触不良、噪音、振动增加等问题。
由于弓网的相互作用,受电弓的异常磨耗不仅对其自身性能有影响,还会对接触线产生一定的危害,影响列车的供电质量和运行安全。
1.接触质量下降:受电弓磨损之后,导览板、弓头等部分的表面质量会受到影响,可能出现粗糙、不平整的情况。这会导致受电弓与接触线之间的接触质量下降,增加接触阻抗,造成电能传输不畅,进而影响牵引系统的正常运行。
2.供电效率下降:当受电弓磨耗较严重时,其顶部可能变得不规则,甚至出现凹陷或凸起,这会导致与接触线的接触面积减少,增加接触电阻,从而影响电能的传输效率。
3.接触稳定性降低:受电弓的异常磨耗会导致受电弓与接触线的接触面积减小或接触力不稳定,从而使得接触过程中容易出现断开、抖动或失去接触的情况。这种不稳定的接触会引起电弧放电或电弧跳跃等问题,进一步影响牵引系统的可靠性和安全性。
4.接触线异常磨耗:受电弓与接触线之间的磨擦是引起接触线磨耗的主要原因。受电弓的异常磨耗导致其与接触线之间的摩擦特性发生改变,进而加速接触线的磨耗,降低设备的使用寿命和可靠性。
多元耦合分析技术助力受电弓异常磨耗治理
受电弓的异常磨耗成因复杂,牵涉到多种因素的耦合作用:
以往的受电弓异常磨耗治理手段往往集中在问题的解决,缺乏对磨耗成因的深入分析和综合治理。
这种单一的治理手段往往只能解决表面现象,而不能根本性地解决问题。因此,故障复现率较高,导致维修成本不断上升,治理难度进一步加大。
为了解决这些问题,业内提出了充分考虑各种耦合关系,通过多源数据采集与分析,采取综合性的治理手段,提高受电弓异常磨耗治理的效果。
1、全面监测:通过各种监测手段,全面采集围绕影响受电弓磨耗的各种数据,建立完善的弓网数字资产库。
2、耦合分析:通过对多元数据的耦合分析判断异常磨耗成因,判断磨耗趋势,为运维提供决策依据。
3、综合治理:根据对受电弓异常磨耗成因分析,制定综合治理方案,并提供治理效果评估。
4、数据贯通:从检测、分析、决策到维修阶段数据贯通,实现事前有预警+事中有指导+事后有管控闭环管理,辅助业主做到维修有依据,过程有追溯。
受电弓异常磨耗目前还是困扰广大轨道交通运营单位的行业性难题,多元耦合分析技术为该领域的技术突破带来了希望。相信随着技术的不断进步,受电弓异常磨耗的治理最终会成为人类轨道交通发展历史中被解决的无数难题之一。