津滨轻轨列车受电弓控制电路优化改进
津滨轻轨列车受电弓控制电路优化改进 摘 要
本文对津滨轻轨受电弓控制原理进行了分析，并结合轻轨运营、设备状态及线路情况对受电弓在使用过程中存在的问
题
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进行了分析，研究了有针对性的改进
方案
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，提升轻轨列车运行的安全性、可靠性。
【关键词】城轨列车 受电弓 控制电路 升弓保持
随着轨道交通行业的快速发展，轨道交通已逐渐成为人们出行的主要方式，对城轨列车运行的安全性、稳定性提出了更高的要求。城轨车辆受电弓作为电客车的动力受流装置，直接关系到列车的安全、稳定运行。本文主要通过对津滨轻轨列车受电弓在实际应用过程中存在的问题进行分析，进而提出控制电路改进方案，以降低因受电弓问题给运营带来的影响。
1 津滨轻轨受电弓简介
津滨轻轨列车采用的是单臂型受电弓，每列车安装2台受电弓用以从架空接触网汲取电流，安装在动车顶上，受电弓的升降主要由电路控制和气路控制共同完成的。
受电弓升降过程主要通过压缩空气传递动力，压缩空气的产生和发生作用则是通过控制电路控制气泵、电控阀等相应部件动作来完成的。升弓时，操作者按下升弓按扭，压缩空气经气源控制箱，进入空气弹簧，空气弹簧膨胀推动钢丝绳带动下臂杆运动，下臂杆在拉杆的协助下托起上臂杆及弓头，按规定的时间平稳的升至网线高度，完成整个升弓过程。降弓时，操作者按下降弓按扭，控制箱释放空气弹簧中的压缩空气，受电弓在重力作用和阻尼器的辅助作用下平稳的落到底架上的橡胶止挡上，完成整个降弓动作。
2 受电弓控制电路原理分析
津滨轻轨列车受电弓控制电路图见图1，主要可分为两个部分:升弓电路、降弓电路。
2.1 升弓电路
升弓电路控制原理通过图1可以看出，首先闭合受电弓控制电路电源开关PAN后，操作人员使用司控钥匙激活列车、建立主控，此时时间继电器SWA、SWB得电，SWA1、SWA2、SWB1触点吸合，此时按压本车升弓按钮SB5进行升弓操作，SB5闭合后升弓回路建立，电空阀继电器YV1得电、本车升弓指示继电器KA3得电，对应电控阀YV1动作进行充气、本车升弓指示灯HL3点亮。此时升弓气路压力YL2检测气缸中压力，如果压力满足升弓条件则气缸中压缩空气推动升弓;如果压力不能满足升弓条件则压力阀YL2动作使线路255A得电，启动升弓泵升弓。受电弓升到指定位置后，压力足够则压力阀YL1动作室251A线路得电，弓升好继电器KA6得电、弓升好指示灯HL6点亮。其中，时间延时继电器SWA、SWB设定为90s，在操作者不进行降弓操作时关闭列车主控端，受电弓可以维持90s不会降下。
2.2 降弓电路
降弓电路控制原理由图1可以看出，按压本车降弓按钮SB6，受电弓控制回路失电，电空阀继电器YV1失电、电空阀YV1动作排气，受电弓降下。同时，本车升弓指示灯、弓升好指示灯熄灭。
3 受电弓运用中存在的问题分析
津滨轻轨自运营以来，因受电弓问题影响正常运营的情况虽然较少，但是产生的影响较大，往往需要安排进行列车救援，针对此种情况一方面对受电弓
系统本身进行研究以降低故障率，另一方面分析控制电路的优化改进以降低故障发生时带来的影响。
通过分析发现受电弓延时降弓的设计存在较大问题。原电路中通过时间延时继电器保证在操作者不进行降弓操作时关闭列车主控端，受电弓可以维持90s不会降下。随着轻轨二期线路的开通，由于天津站设计为站前折返模式，且在站内司机室位置屏蔽门未设置司机手推门，司机只能通过客室侧端门进出司机室，常出现乘客堵塞端门和换乘通道现象，延误司机进出司机室、阻碍司机快速通过换乘通道，致使司机在90秒内无法完成换端作业，这将导致受电弓自动降弓。而受电弓控制电路与辅助电源逆变器SIV存在关联，如果在受电弓降下过程中再立即升起受电弓，可能会造成SIV放电电路烧损故障，在运营过程中曾出现过4次此类故障，造成了一定的损失。同时，在极端情况下，如果此时列车蓄电池出现故障无法对外供电，那么列车会施加紧急制动且不能缓解，此种情况会对运营带来严重影响。
4 改进方案
通过对问题的分析得出，为了降低受电弓有必要将现有的受电弓“自动降弓”功能改为 “升弓保持”功能，使列车在无激活端时，升起的受电弓不会自动降下。
在原受电弓升弓控制电路中，SWA/SWB负责头尾切换及90秒延时自动降弓功能，分别由头尾控制电路及继电器自身的断电延时断开功能实现。如果将90秒延时降弓功能取消，增加“升弓保持”功能，则要求延时继电器具有无穷延时断电功能，而通过继电器本身的延时功能是很难实现的，因此需从继电器的外围控制电路着手。
在原电路中，SWA/SWB继电器起到电路的头尾切换，它的线圈由头尾电路直接控制，很难实现“升弓保持”功能。因此在参考了同行业地铁车辆升弓保持的设计理念的基础上，对SWA/SWB继电器的电源供给及控制方式进行了重新设计，最终形成了如下图2所示(红色部分)的受电弓升弓控制电路。该电路具有如下特点:
(1)SWA/SWB继电器线圈的电源不受头尾电路控制，通过司控钥匙不会切断继电器线圈电源;
(2)在SWA中增加了SW4继电器的常开触点，SWB中增加SW8继电器的常开触点，起到初始化SWA/SWB的作用;
(3)在初始化触点中并联了SWA/SWB起到了自锁作用，起到在倒台时SWA/SWB不会断电，使受电弓不会降下;
(4)分别增加了SW8/SW5的常闭触点，可以起到倒台切换复位作用，实现激活端操作的唯一性;
(5)受电弓控制电路原有的KA3/KA4自锁作用及SWA/SWB继电器的断电延时功能，确保在电路切换时无缝对接，避免出现电路时序竞争;
(6)增加了应急升弓功能，当升弓控制电路的控制回路出现问题时，可以使用应急升弓开关直接升起受电弓，提高了电路的可靠性。
5 结论
此次改造在不改变受电弓控制逻辑技术要求的情况下，仅对关键继电器的得电条件进行了变更，同时，新增 “旁路升弓”开关，增加了运营中处理受电弓控制故障的手段。从效果上看，通过改造实现了列车换主控端升弓保持功能，从而大大改善了司机换端作业时的紧张状态，应急升弓功能的实现成功地避免
了一起救援事件，降低了因受电弓故障对运营带来的影响。
参考文献
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作者单位
天津滨海快速交通发展有限公司 天津市 300451
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