电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备,安装在机车或动车车顶上。受电弓可分单臂弓和双臂弓两种,均由滑板、上框架、下臂杆(双臂弓用下框架)、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。菱形受电弓,也称钻石受电弓。

1.受电弓工作原理

升弓

压缩空气经电空阀均匀进入传动气缸,气缸活塞压缩气缸内的降弓弹簧,此时升弓弹簧使下臂杆转动,抬起上框架和滑板,受电弓匀速上升,在接近接触线时有一缓慢停滞,然后迅速接触接触线。

降弓

传动气缸内压缩空气经受电弓缓冲阀迅速排向大气,在降弓弹簧作用下,克服升弓弹簧的作用力,使受电弓迅速下降,脱离接触网。

受电弓工作原理

2.受电弓的结构组成

受电弓可分单臂弓和双臂弓两种,均由滑板、上框架、下臂杆(双臂弓用下框架)、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。菱形受电弓,也称钻石受电弓,以前非常普遍,后由于维护成本较高以及容易在故障时拉断接触网而逐渐被淘汰,近年来多采用单臂弓(见图)。负荷电流通过接触线和受电弓滑板接触面的流畅程度,它与滑板与接触线间的接触压力、过渡电阻、接触面积有关,取决于受电弓和接触网之间的相互作用。

受电弓的结构组成

3.受电弓的分类

受电弓分为四大类:双臂式,单臂式,垂直式和石津式。

双臂式

双臂式集电弓乃最传统的受电弓,亦可称“菱”形受电弓,因其形状为菱形而得名。但现因保养成本较高,加上故障时有扯断接触网的风险,部分新出厂的铁路车辆,已改用单臂弓;亦有部分铁路车辆(例如新干线300系列车)从原有的双臂弓,改造为单臂弓。

单臂式

除了双臂式,其后亦有单臂式的集电弓,亦可称为“之”(Z)(ㄑ)字形的集电弓。此款集电弓的好处是比双臂式集电弓噪音为低,故障时也较不易扯断接触网,为较普遍的集电弓类型。而依据各铁路车辆制造厂的设计方式不同,在集电弓的设计上会有些许差异。

垂直式

除了上述两款集电弓,还有某些集电弓是垂直式设计,亦可称成“T”字形(亦叫作翼形)集电弓,其低风阻的特性特别适合高速行驶,以减少行车时的噪音。所以此款集电弓主要用于高速铁路车辆。但是由于成本较高,垂直式集电弓已经没有使用(日本新干线500系改造时由垂直式集电弓改为单臂式集电弓)。

石津式

日本冈山电气轨道的第六代社长,石津龙辅1951年发明,又称为“冈电式”、“冈轨式”。

受电弓的分类

4.受电弓的特点

1、低空气阻力;

2、在不同气流条件下具有连续的空气动力性能;

3、低的归算质量,因此可以连续地传输电能,即使在较低接触压力时所产生地电弧也很小;

4、产品整体结构简单,总重为125kg,易于维修;

5、高的横向稳定性;

6、通过轻质材料制造的弓头,使受电弓的运动质量降到最低,因而有较好的接触性能;

7、上框架采用高强度铝合金焊接而成,减轻了重量,底架、下臂杆采用结构钢焊接而成。

受电弓的特点