CED180型受电弓快排阀故障分析及改进措施

王志伟

【摘 要】根据 CED180型受电弓快排阀的结构原理及工作性质，通过对2015年上半年出现的20多起自动降弓误动作、受电弓升不起等故障的处理分析，确定导致受电弓这些故障的原因，并提出整改措施。

【关键词】CED180型受电弓;快排阀;自动降弓

中图分类号： U264.34 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）12-0183-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.12.089

1 问题的提出

CED180型受电弓是一种具有快速降弓保护功能的气囊驱动式受电弓， 朔黄铁路于2013年开始对37台SS4B型电力机车采用CED180型气囊受电弓，经过两年多时间的实际运用，自动降弓误动作、受电弓升不起的故障时常发生，仅2015年上半年机车运行数据统计，自动降弓误动作9件、受电弓升不起13件，不仅造成检修成本的上升，而且造成检修职工的劳动强度增加，严重影响了正常运输秩序，给安全生产埋下质量隐患。

2 CED180型受电弓工作原理及快排阀构造原理

该型受电弓主要由底架、绝缘子、铰链机构、导流线、弓头、平衡杆、升弓气囊装置、阻尼器和阀板等部件组成。

受电弓的升弓和降弓运动通过控制进入或释放气囊的压缩空气来实现。气阀板上电磁阀得电，压缩空气通过气路装置和快速降弓阀进入气囊，气囊收到压缩空气的作用膨胀抬升，使得蝴蝶座通过钢丝绳拉拽下臂杆，这样，受电弓在钢丝绳的作用下，将随着气囊膨胀的大小而先快后慢地升弓;电磁阀失电，阀腔通大气，快速降弓阀中的快排阀口打开，气囊升弓装置内的压缩空气通过快排阀迅速排除，气囊收缩，受电弓靠自重迅速降弓，整个降弓过程先快后慢。

2.1 快排阀主要构造及主要技术参数

滑板由于任何损坏（破损或过度磨损）造成压缩气体泄露，气囊将通过快排阀排气，从而实现受电弓的自动降弓。快排阀主要由阀体、弹簧、模板总成和上盖等部件组成（如下图2所示）。

2.1.1 机械性能

最小工作气压：0.2MPa

最大工作气压：0.85MPa

正常压力工作范围：0.20～0.85MPa

额定流量：≥3500L/min

2.1.2 开启压差

当快排阀完全开启时，进气腔与控制腔之间的压力差应为0.18±0.02MPa

2.1.3 响应时间

开启压差形成与阀全开启状态的时间差：≤0.1s

2.2 快排阀作用原理

受电弓快排阀气路如图3所示，当受电弓碳滑板受损出现泄漏时，受电弓的ADD气路的压力下降，快排阀下腔的压力将大于快排阀上腔的压力，快排阀膜板将打开快排阀下腔通往大气的通路，受电弓的工作壓力将快速下降，导致受电弓快速降弓。与此同时压力开关由于气压下降而动作给出信号，LCU逻辑控制单元检测到压力开关动作信号后执行分主断、降弓，两节司机室蜂鸣报警，BCU制动控制单元接受LCU发出的减压信号843，执行列车管常用制动减压80Kpa左右。以保证在受电弓降弓开始之前，机车能够先行切断机车电源和制动停车的功能。

3 原因分析

机车压缩空气通过受电弓气阀板后由快排阀进气口进入到快排阀下腔，之后压缩气体会迅速地由快排阀膜板上的快排阀阻尼孔进入到快排阀上腔，快排阀上下腔气压逐渐达到一致，由于快排阀膜板上腔的压力接触面积比下腔的压力接触面积大，快排阀上腔给膜板的压力会比下腔大，这样快排阀膜板封住快排阀下腔通往大气的通路，很好地保证下腔的气密性，从而保证受电弓快排阀的正常工作。

根据受电弓快排阀结构及工作原理，通过对自动降弓误动作、受电弓升不起等故障的查找处理、汇总分析。造成快排阀异常排气有以下两种原因：

（1）当ADD 气路及压力开关气路泄漏或快排阀膜板上直径0.8mm阻尼孔堵塞，快排阀上腔气压小于下腔， 受电弓快排阀才会排入大气，当快排阀出现排风现象时，就会将受电弓升弓气囊中的压缩气体一起排向大气，从而导致受电弓的自动降弓动作。

（2）受电弓快排阀内橡胶模板由于材质使用不良，主要由于凸起变形引起，橡胶层与阀口的黏结度不够好，在模板与阀口圆周处出现气隙，受电弓气囊中的压缩空气通过气隙排入大气，导致受电弓升不起的情况发生。

4 采取的措施

（1）通过对受电弓故障处理情况来看，出现的受电弓快排阀非正常排气现象，主要原因就是由于快排阀阻尼孔被杂质堵塞，由于快排阀排风可能会将下腔中的杂质排出大气，这样拆解快排阀可能无法检查到快排阀下腔的杂质，回段后检查试验都正常。因此，保证受电弓供风气路的清洁度是保证受电弓快排阀稳定的关键，采取在快排阀进气口增加过滤网的方式对进入快排阀的气体进行清洁过滤，这样可以确保受电弓快排阀的正常工作。

（2）加强日常的维护。在机车进行修程时，由专业班组对受电弓快排阀进行拆解，对快排阀橡胶模板及阻尼孔畅通情况进行检查，发现模板裂损、老化、变形等情况进行更新，快排阀内部进行清洁。同时，认真做好受电弓性能试验，对ADD气路及压力开关气路密封性进行紧固检查，确保气路无泄漏。

（3）选购质量好的橡胶模板。橡胶模板的质量好坏直接影响到快排阀密封的效果，因此材料选购时，应符合表面无缺料、凸起、气泡、气孔、裂纹、折痕、变形等缺陷，保证在-50℃-70℃的环境温度条件下有良好的密封性和动作灵敏性，橡胶弹性和韧性符合橡胶件要求，避免因材料质量出现的故障。

5 达到的效果

通过对韶山4B型电力机车CED180型受电弓快排阀的技术改进，经过三个月时间机车运行情况，未出现此类故障情况，保证了安全运输，达到了预期的效果。