城轨车辆受电弓

城轨车辆受电弓
Metro and Light Rail Vehicle Pantograph
所属分类	城轨供电与受流
常见型号	单臂气囊驱动受电弓（如 SBE920 等型式）
执行标准	GB/T 21561.2-2018、EN 50206、EN 50367
适用场景	DC1500V/DC750V 架空接触网制式的地铁、轻轨车辆车顶取流
城轨单臂受电弓结构示意

概述

城轨车辆受电弓是安装于地铁、轻轨车辆车顶、从架空接触网集取电流的受流装置，与隧道刚性悬挂、地面高架柔性悬挂（分别见刚性架空接触网与城轨柔性悬挂）构成弓网系统。城轨受电弓以单臂式、气囊气动升降为主流型式，服务电压为 DC 1500 V 或 DC 750 V 直流网压（依据 GB/T 10411-2025）；与干线 AC 25 kV 受电弓相比，其工作高度范围更窄、静态接触力较低、结构更紧凑轻量，但直流大电流对滑板载流与磨耗配对提出了独立要求。轨道旁受流的第三轨制式则使用集电靴，与本页受电弓互补。受电弓分类总览另见受电弓类型。

结构与组成

典型单臂受电弓自上而下由下列部分组成（组成描述参照地铁受电弓结构文献[1]）：

弓头：含两条碳滑板（多为浸金属碳材质[2]）、弓角与弓头悬挂弹簧装置，是唯一的接触部件，滑板材料机理见受电弓滑板与碳滑板；
上框架：轻量铝合金或薄板焊接结构，传递弓头垂向力；
下臂杆与拉杆（平衡杆）：构成升弓运动的主四连杆，保证升弓过程中弓头基本平移；
底架：各杆件的安装基座；
升弓装置：气囊驱动式为主，通过气囊充放气实现升、降弓并整定静态接触力；
阻尼器：抑制弓头垂向振动；
ADD 自动降弓装置：滑板内气道与气路贯通，滑板破损漏气时压差触发自动快速降弓；
车顶支持绝缘子：实现弓与车体的电气隔离。

工作原理

气动升降：升弓时压缩空气经节流阀进入气囊，气囊膨胀推动机构克服弓的自重与阻尼器反力使弓头上升贴网；降弓时气路排风，弓靠自重下落。节流阀整定升、降弓时间以控制弓头与接触网的分离、接触速度。风压不足时无法正常升弓，因此升弓气路与车辆总风缸联动并设隔离塞门。

静态接触力整定：气囊气压决定静态接触力。欧洲弓网兼容准则给出的参考值为：受电弓静态接触力 AC 70 N、DC 90 N，对 DC 1500 V 系统平均接触力的评估带宽为 70~140 N（依据 EN 50367）。静态接触力随工作高度的变化曲线须落入规定带宽，即静态接触力特性（见静态接触力特性），特性试验要求见 EN 50206。弓网接触力的动态成分、波动评价见弓网接触力与接触力波动。

ADD 自动降弓：滑板气道沿线贯通，正常工作时保持整定气压；滑板磨穿或折断时气道泄漏，压差检测单元快速排气使弓自动降落，避免刮网扩大事故。降弓后人工检查滑板并复位气路。

受流回路：电流路径为接触网 → 滑板 → 弓头 → 上框架/下臂杆 → 底架母线 → 车顶高压设备 → 牵引系统，回流经走行轨返回（见回流系统）。车辆多弓并联取流时的相互作用见多弓取流。

技术参数

参数	典型描述	依据
适用电压	DC 1500 V / DC 750 V 架空接触网制式	GB/T 10411
型式	单臂式、气囊气动升降，带阻尼器与 ADD	产品通用型式[1][2]
静态接触力（受电弓侧参考值）	AC 70 N；DC 90 N	EN 50367
DC 1500 V 平均接触力评估带宽	70~140 N（按速度区间评估）	EN 50367
滑板材料	浸金属碳滑板（双滑板布置常见）	工程实践[2]
压缩空气驱动，升降时间按车辆接口与产品技术条件整定，无统一标准数值（特性与试验框架见 GB/T 21561.2-2018，同族国际文本含连续 10 000 次升降耐久试验要求）；公开工程口径升、降弓时间常按不大于 10 s 校验
通用特性与型式试验（除绝缘子外）按地铁轻轨受电弓专项标准执行	GB/T 21561.2-2018

常见型号

国内城轨车辆广泛采用单臂气囊驱动受电弓，如 SBE920 型等[2]；干线动车组的 DSA 系列同为气囊驱动单臂构型，但其参数系列按 AC 25 kV/DC 体系整定[3]；
按滑板数量分单滑板与双滑板弓头，城轨以双滑板为主，兼顾刚性悬挂悬挂点间的平顺取流；
按驱动方式分气囊式与弹簧升降式，新建线路以气囊式为绝对主流，便于与 ADD 集成；
选型要点：与接触网导高范围匹配的工作高度、与限界匹配的落弓高度、与线路速度匹配的动力学品质（见品质系数与受电弓动力学）。

执行标准

GB/T 21561.2-2018《轨道交通机车车辆受电弓特性和试验第 2 部分：地铁和轻轨车辆受电弓》：城轨受电弓通用特性与试验的专项标准（列表外标准，仅列号）；
GB/T 21561.4-2018《轨道交通机车车辆受电弓特性和试验第 4 部分：受电弓与地铁、轻轨车辆接口》：弓与车顶接口要求（列表外标准，仅列号）；
EN 50206：受电弓特性与试验的欧洲标准，静态特性与升降特性试验框架；
EN 50367：弓网相互作用兼容性准则，静态接触力与平均接触力目标值的出处；
IEC 62486：弓网相互作用技术准则的国际框架；
TB/T 1456-2004《铁路应用机车车辆干线机车车辆受电弓特性和试验》（对应 IEC 60494-1）等干线受电弓产品标准仅作对照参考，不作城轨依据。

安装与施工

受电弓由车辆厂整车装配，运营侧工作以检修与参数整定为主，安装关注点为：车顶绝缘子清洁与紧固、底架接地良好（高压回路与车体之间经支持绝缘子隔离）、气路密封；
升弓气路与总风缸之间设塞门与调压阀，检修后须校验静态接触力特性；
ADD 复位须先查明滑板损伤原因并更换滑板，禁止带缺陷反复升弓；
库内静态调试结合热滑试验进行，观察升贴网状态与滑板光带。

验收要求

静态特性：静态接触力及其随高度的变化带宽符合产品技术条件与 EN 50206 类框架要求；
升降功能：升、降弓时间符合整定值，ADD 触发降弓功能模拟试验合格；
绝缘：车顶绝缘子绝缘电阻与耐压试验合格；
外观：滑板无裂纹缺损、残留厚度高于报废限，铰链接头转动灵活无旷动；
落弓保持：落弓位保持力与高度满足车辆限界要求。

运维与检测

例行项目：滑板磨耗测量与外观检查（裂纹、缺边、残留厚度）、弓头悬挂灵活度、气路密封性、ADD 功能状态；
车载监测：C5 车载受电弓滑板监测装置对滑板状态在线监视，见 C5 滑板监测；弓网综合检测见 C1 车载弓网检测；
磨耗管理：滑板报废限与更换周期按线路磨耗率统计确定，方法见磨耗限值管理；磨耗机理见磨耗机理；
弓网动态品质跟踪：离线率、燃弧指标趋势分析见燃弧率与离线。

常见故障与案例

滑板磨耗超限/断裂：正常磨耗到限未及时更换或异物击打致损，ADD 动作自动降弓，处置见受电弓损伤应急处置；
刮弓/打弓：接触网硬点、导高突变或弓头部件松动引发，往往伴随接触网损伤，属弓网联合故障；
升弓故障：风压不足、气路泄漏、节流阀堵塞导致升不起或升弓缓慢，库内排查气路与阀门；
ADD 误动作：气道非破损性泄漏（接头松动）触发降弓，需区分真破损与误动作；
弓头悬挂卡滞：异物卡滞或润滑不良导致弓头跟随性变差，动态接触力波动增大，参见弓头弹跳。