受电弓是电力机车、动车组、有轨电车等电力牵引车辆的关键部件,用于从接触网(架空电缆)获取电能,为车辆提供动力。它类似于电动车的“充电插头”,但需要在高速行驶中保持稳定接触。
受电弓主要由以下部分组成:
滑板(接触滑板):直接与接触网导线摩擦接触,通常由碳或铜基复合材料制成,具有良好的导电性和耐磨性。
弓头(集电头):支撑滑板,可灵活调整角度以适应接触网高度变化。
上臂、下臂:金属框架结构,用于支撑和升降受电弓。
升弓装置:通常由压缩空气(气动)或弹簧机构驱动,控制受电弓的升降。
绝缘子:确保受电弓与车体之间的电气绝缘,防止短路。
升弓:司机或控制系统启动升弓装置(如气动泵),使受电弓升起,滑板与接触网导线接触。
取流:电流从接触网→滑板→受电弓→车顶高压线→牵引变压器→驱动电机。
动态调整:受电弓具有弹簧或气压缓冲机构,确保在列车震动或接触网高度变化时仍能保持稳定接触。
降弓:当列车停止或故障时,受电弓自动降下,避免电弧或机械损伤。
气动受电弓(常见):利用压缩空气驱动,反应快、控制精准(如高铁常用)。
弹簧受电弓:机械弹簧控制,结构简单,但调整能力较弱(多用于有轨电车)。
单臂受电弓(如DSA系列):结构轻便,适用于高速列车(中国高铁常用)。
双臂受电弓(如欧洲部分机车):稳定性更好,但重量较大,适用于重载机车。
高速受电弓(如CR400复兴号):优化空气动力学,减少风阻和噪音。
地铁/有轨电车载流受电弓:结构更紧凑,适应城市轨道低净空要求。
拉弧(电弧):接触不良时会产生火花,损伤滑板和接触网。
滑板磨损:长期摩擦需定期更换(碳滑板寿命约3-6万公里)。
结冰影响:寒冷地区可能导致接触不良,部分受电弓配备加热除冰装置。
空气动力学影响:高速行驶时,受电弓可能产生噪音和振动,需优化设计。
对比项 | 受电弓(架空接触网) | 第三轨供电(接触轨) |
---|---|---|
电压 | 通常25kV(高铁)、1.5kV(地铁) | 通常750V/1500V(地铁) |
适用速度 | 适合高速(300km/h+) | 一般用于低速(<120km/h) |
安全性 | 高架电缆,不易触电 | 地面轨道,需防护避免触电 |
维护成本 | 接触网维护较复杂 | 轨道维护较简单 |
应用场景 | 高铁、普速铁路、部分地铁 | 地铁、轻轨(如北京地铁) |
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