GB∕T 21561.1-2018 軌道交通 機(jī)車車輛受電弓特性和試驗(yàn) 第1部分：干線機(jī)車車輛受電弓

ICS29.280GB/T21561.1—2018代替GB/T21561.1—2008軌道交通機(jī)車車輛受電弓特性和試驗(yàn)Part1:Pantographsformainlinevehicles國家市場監(jiān)督管理總局中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會GB/T21561.1—2018 1 13術(shù)語和定義 24符號和縮略語 5 5 7 88檢查計劃 9可靠性和故障種類 附錄A(規(guī)范性附錄)檢驗(yàn)項(xiàng)目 附錄B(資料性附錄)訂貨合同規(guī)定的項(xiàng)目 IⅢGB/T21561.1—2018——第1部分：干線機(jī)車車輛受電弓；——第2部分：地鐵和輕軌車輛受電弓；——第3部分：受電弓與干線機(jī)車車輛的接口；本部分為GB/T21561的第1部分。本部分按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本部分代替GB/T21561.1—2008《軌道交通機(jī)車車輛受電弓特性和試驗(yàn)第1部分：干線機(jī)車——修改了規(guī)范性引用文件(見第2章，2008年版的第2章);——增加了符號和縮略語(見第4章);——修改了接觸力要求(見5.4,2008年版的4.4、4.5);——修改了滑板的技術(shù)要求(見5.6.4,2008年版的4.7.4);——修改了自動降弓裝置(ADD)要求和標(biāo)識要求(見5.8、5.11,2008年版的4.9、第5章);——修改了檢驗(yàn)分類(見7.1,2008年版的6.1);——修改了升降弓氣候試驗(yàn)，將“補(bǔ)充型式試驗(yàn)”改為“型式檢驗(yàn)”,將試驗(yàn)溫度“—25℃”和“+40℃”改為“—40℃”和“+70℃”(見7.3.3,2008年版的6.3.3);——修改了落弓位置與最高工作高度之間升降操作試驗(yàn)(見7.4.1.1,2008年版的6.4.4.1);——增加了升降操作次數(shù)要求可由供需雙方協(xié)商確定和檢驗(yàn)驗(yàn)收判據(jù)(見7.4.1.1,2008年版的 ——修改了升降弓氣密性能氣候試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度由“—25℃”和“+40℃”改為“—40℃”和“+70℃”(見7.7,2008年版的6.7);——修改了總平均抬升力(見7.10,2008年版的6.10);——修改了受流試驗(yàn)(見7.11,2008年版的6.11);——增加了最高速度時升降系統(tǒng)的檢查(見7.13);GB/T21561.1—2018版的第8章);——刪除了電磁兼容(EMC)內(nèi)容(見2008年版的第10章)。本部分使用重新起草法修改采用IEC60494-1:2013《軌道交通機(jī)車車輛受電弓特性和試增加了6.1、6.3,調(diào)整了3.4為第4章，4.1為6.2,4.2～4.11為5.1～5.10,第5章為5.11,第6章～第9章為第7章～第10章，附錄A的圖A.1為7.3.1的圖2,后續(xù)圖編號依次增加；調(diào)整了附錄B為附錄A,附錄C為附錄B,刪除了附錄D?！裼眯薷牟捎脟H標(biāo)準(zhǔn)的GB/T●用修改采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T●用等同采用國際標(biāo)準(zhǔn)的GB/T3271—2011代替IEC1402代替IEC60850(見5.3);32347.1代替IEC62498-1(見6.2);21563代替IEC61373(見7.4.3.1); VGB/T21561.1—2018章);本部分還做了下列編輯性修改：——修改了訂貨合同規(guī)定的項(xiàng)目(見附錄B);——刪除了資料性附錄D;請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別這些專利的責(zé)任。本部分由國家鐵路局提出。本部分由全國牽引電氣設(shè)備與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC278)歸口?！狦B/T21561.1—2008。GB/T21561.1—2018牽引供電是通過安裝在牽引單元或機(jī)車車輛上的一個或多個受電弓從一個或多個接觸線集取電流受電弓滑板沿著接觸線滑動而傳送電能。受電弓和接觸網(wǎng)系統(tǒng)形成兩個相對移動的振動子系統(tǒng)。它們之間受電弓單向滑動并保證持續(xù)接觸。受電弓和接觸網(wǎng)的設(shè)計使兩個子系統(tǒng)在使用中磨耗達(dá)到最小。V1GB/T21561.1—2018軌道交通機(jī)車車輛受電弓特性和試驗(yàn)GB/T21561的本部分規(guī)定了干線機(jī)車車輛受電弓從接觸網(wǎng)系統(tǒng)集取電流的通用特性，也規(guī)定了GB/T1402軌道交通牽引供電系統(tǒng)電壓(GB/T1402—2010,IEC60850:2007,MOD)GB/T19001質(zhì)量管理體系要求(GB/T19001—2016,ISO9001:2015,IDT)GB/T21413.1軌道交通機(jī)車車輛電氣設(shè)備第1部分：一般使用條件和通用規(guī)則(GB/T21413.1—2018,IEC60077-1:2017,MOD)GB/T21413.2鐵路應(yīng)用機(jī)車車輛電氣設(shè)備第2部分：電工器件通用規(guī)則(GB/T21413.2—2008,IEC60077-2:1999,IDT)GB/T21562軌道交通可靠性、可用性、可維修性和安全性規(guī)范及示例(GB/T21562—IEC62278:2002,IDT)應(yīng)用指南RAM的應(yīng)用指南(GB/T21562.3—2015,IEC/TRGB/T21563軌道交通機(jī)車車輛設(shè)備2010,MOD)GB/T32347.1軌道交通設(shè)備環(huán)境條件62278-3:2010,MOD)沖擊和振動試驗(yàn)(GB/T21563—2018,IEC61373:第1部分：機(jī)車車輛設(shè)備(GB/T32347.1—2015,IEC62498-1:2010,MOD)GB/T32592軌道交通受流系統(tǒng)受電弓與接觸網(wǎng)動態(tài)相互作用測量的要求和驗(yàn)證受電弓滑板第3部分：碳滑板TB/T3271—2011軌道交通受流系統(tǒng)受電弓與接觸網(wǎng)相互作用準(zhǔn)則(IEC62486:2010,MOD)2GB/T21561.1—20183.1.13.1.23.1.3單臂受電弓的結(jié)構(gòu)見圖1。3.2.13.2.23.2.33.2.43.2.53.2.63.2.73GB/T21561.1—20183.2.8弓角的最低點(diǎn)到滑板的最高點(diǎn)的垂直距離。3.2.93.2.10滑板長度lengthofcontactstrip沿機(jī)車車輛橫向所測得用于相互作用的磨損材料總長度。3.2.113.2.123.2.133.2.14受電弓在落弓位置時，從絕緣子頂上的受電弓安裝平面到滑板的最高表面或更高的受電弓的其他部件的垂直距離。3.2.153.2.16提供升弓和降弓動力的裝置。3.2.17升到機(jī)械停止的最大高度。3.2.18受中間的機(jī)械止塊限制的升高值(絕緣子頂上的受電弓安裝平面到滑板頂面之間的垂直距離)。3.2.194GB/T21561.1—20183.3.13.3.2機(jī)車車輛靜止時的額定電流ratedcurrent,vehicleatstandstill3.3.3機(jī)車車輛靜止時的最大電流maximumcurrent,vehicleatstandstill3.3.4機(jī)車車輛運(yùn)行時的額定電流ratedcurrent,vehiclerunning5GB/T21561.1—20183.3.5靜態(tài)接觸力staticcontactforce機(jī)車車輛處于靜止?fàn)顟B(tài)時，在受電弓升弓裝置作用下，受電弓弓頭向上施加在接觸線上的平均垂直力。3.3.6標(biāo)稱靜態(tài)接觸力nominalstaticcontactforce3.3.7平均靜態(tài)接觸力meanstaticcont靜態(tài)接觸力實(shí)際數(shù)值的平均值。注：在工作范圍內(nèi)持續(xù)測量靜態(tài)接觸力上升(F,)和下降(F?)過程。通常任何點(diǎn)的平均靜態(tài)接觸力等。3.3.8總平均抬升力totalmeanupliftforce弓頭不與接觸線接觸時所測得的垂向力。注：該力的大小等于靜態(tài)接觸力與在給定弓頭高度考慮速度情況下由空氣產(chǎn)生的空氣動力之和，其值是按照環(huán)境風(fēng)速為零條件下得到的。3.3.9總接觸力totalcontactforce機(jī)車車輛運(yùn)行時弓頭和接觸線之間的總作用力。3.3.10保持整個受電弓在落弓位置時弓頭所受的垂直方向的力。4符號和縮略語下列符號和縮略語適用于本文件。ADD:自動降弓裝置(AutomaticDroppingDevice)fo:固有橫向頻率F?:受電弓上升接觸力F?:受電弓下降接觸力MDBF:平均無故障距離(MeanDistanceBetweenFailures)P:弓頭轉(zhuǎn)軸加速度5技術(shù)要求受電弓在落弓位置和工作位置時應(yīng)符合訂貨合同規(guī)定的限界或TB/T3271—2011的要求。6GB/T21561.1—2018牽引系統(tǒng)供電電壓應(yīng)符合GB/T1402的規(guī)定。訂貨合同應(yīng)規(guī)定受電弓工作時與落弓位異常的過電壓值和持續(xù)時間。定電流的規(guī)定值。除供需雙方另有協(xié)議外，升弓或降弓所測得的靜態(tài)接觸力應(yīng)在圖2所示的范圍之內(nèi)。如訂貨合同中沒有規(guī)定，靜態(tài)接觸力、總平均抬升力和總接觸力的工作要求應(yīng)按照TB/T3271—2011的要求。如訂貨合同中沒有特殊規(guī)定，可按照TB/T3271—2011中附錄A規(guī)定的長度。如訂貨合同中沒有特殊規(guī)定，可按照TB/T3271—2011中附錄A規(guī)定的弓頭外形輪廓尺寸和5.3.4規(guī)定的最大允許偏斜量?；逄匦院图夹g(shù)要求應(yīng)符合TB/T1842采用碳滑板的受電弓還應(yīng)滿足以下要求：供應(yīng)商應(yīng)提供升降系統(tǒng)的安裝與說明。3s內(nèi)降至最小絕緣距離外。落弓保持力可以由用戶和制造商協(xié)商確定。也可使用落弓位保持裝置。7GB/T21561.1—2018根據(jù)用戶需求受電弓安裝自動降弓裝置。——ADD反應(yīng)時間；——ADD工作后受電弓完好。ADD系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)保證在日常使用中滑板可能出現(xiàn)的較小損傷不引起ADD系統(tǒng)動作。ADD不應(yīng)引起受電弓的額外損害。受電弓的供應(yīng)商應(yīng)給出有和無絕緣子情況下受電弓的重量或在每個固定點(diǎn)的最大力。還應(yīng)給出受訂貨合同中應(yīng)規(guī)定防腐蝕類型和關(guān)于使用要求的規(guī)范。受電弓上應(yīng)至少有下列標(biāo)識：——制造商的商標(biāo)；——受電弓的類型；——產(chǎn)品的生產(chǎn)日期。6使用環(huán)境受電弓在下列環(huán)境條件下應(yīng)能正常工作：——海拔不超過2500m;——環(huán)境溫度為一25℃~+40℃;受電弓設(shè)備環(huán)境條件應(yīng)符合GB/T32347.1的規(guī)定。環(huán)境的類別由用戶規(guī)定。特殊用途和特殊使用條件的受電弓可根據(jù)供需雙方簽訂的技術(shù)條件或協(xié)議執(zhí)行。8GB/T21561.1—20187檢驗(yàn)——型式檢驗(yàn)；——出廠檢驗(yàn)；——現(xiàn)場試驗(yàn)。應(yīng)進(jìn)行的檢驗(yàn)項(xiàng)目見附錄A。型式檢驗(yàn)應(yīng)在指定設(shè)計的單個產(chǎn)品上進(jìn)行?！B續(xù)生產(chǎn)的定型產(chǎn)品每5年時；——轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)或停產(chǎn)2年及以上重新生產(chǎn)時。本部分區(qū)分了受電弓的基本型式和相同受電弓的派生型式。派生型式可以看作是對基本設(shè)計的修出廠檢驗(yàn)用于驗(yàn)證產(chǎn)品的特性是否與型式檢驗(yàn)中的測量結(jié)果相一致。供應(yīng)商應(yīng)對每一產(chǎn)品進(jìn)行出研究試驗(yàn)是為了獲得補(bǔ)充信息而在某個單項(xiàng)上進(jìn)行的特定補(bǔ)充性試驗(yàn)。僅當(dāng)訂貨合同明確指定時運(yùn)行方向。該試驗(yàn)應(yīng)在訂貨合同規(guī)定使用的軌道和/或接觸網(wǎng)系統(tǒng)下進(jìn)行?，F(xiàn)場試驗(yàn)是只在運(yùn)行環(huán)境下才進(jìn)行的特定和補(bǔ)充的試驗(yàn)。該試驗(yàn)應(yīng)考慮機(jī)車車輛的類型、速度和運(yùn)行方向。該試驗(yàn)應(yīng)在訂貨合同規(guī)定使用的軌道和/或接觸網(wǎng)系統(tǒng)下進(jìn)行。受電弓的組裝應(yīng)完整。檢驗(yàn)驗(yàn)收判據(jù)：受電弓包含的所有電氣的和機(jī)械的部件應(yīng)沒有任何物理缺陷并已進(jìn)行了表面處理9GB/T21561.1—2018(見5.10),緊固件應(yīng)做防松標(biāo)記。檢驗(yàn)驗(yàn)收判據(jù)：受電弓的重量應(yīng)滿足5.9的規(guī)定重量。按照圖樣規(guī)定的受電弓尺寸(包括允差),應(yīng)采用適當(dāng)?shù)臏y量裝置來檢驗(yàn)?！^長度；——弓頭高度；——滑板長度；——安裝孔之間的距離。ADD試驗(yàn)應(yīng)在受電弓的如下兩個升弓高度上進(jìn)行：——最高工作高度；——落弓位置以上工作范圍的20%處。當(dāng)受電弓升到考核高度時，ADD因模擬故障而起動。模擬故障使用與實(shí)際運(yùn)行相同的物理信號。應(yīng)測量從信號產(chǎn)生至降到考核高度下20cm處的反應(yīng)時間。GB/T21561.1—2018受電弓標(biāo)稱靜態(tài)接觸力的值應(yīng)符合TB/T3271—2011規(guī)定的要求。檢驗(yàn)驗(yàn)收判據(jù)：所測接觸力應(yīng)符合圖2的要求(在灰色區(qū)域范圍內(nèi))。受電弓應(yīng)連接到整個升降系統(tǒng)中，試驗(yàn)應(yīng)在常溫和額定氣壓或額定電壓(如果是電氣操作系統(tǒng))下b)受電弓開始上升時刻算起，從落弓高度升至最高工作高度的上升時間不超過10s;d)降弓動作應(yīng)無引起損壞的沖擊；e)受電弓從最高工作高度降到落弓位，從開始時刻到降下時間不超過10s。在7.3.2中描述的試驗(yàn)應(yīng)在訂貨合同規(guī)定的極限溫度和濕度下進(jìn)行。如無規(guī)定，試驗(yàn)應(yīng)在溫度—40℃和+70℃、環(huán)境濕度條件下進(jìn)行。裝有最大設(shè)計重量弓頭的受電弓，應(yīng)進(jìn)行10000次從落弓位置到最高工作高度的升降循環(huán)操作。GB/T21561.1—2018對最初的500次和最后的500次操作，升降系統(tǒng)的能源供應(yīng)(空氣或電)為GB/T21413.1和檢驗(yàn)驗(yàn)收判據(jù)：b)受電弓沒有異常磨損且應(yīng)滿足7.3.1和7.3.2的要求；c)升降系統(tǒng)沒有變形或斷裂。裝有與7.4.1.1相同弓頭的受電弓，應(yīng)在工作范圍內(nèi)以0.1m/s的速度進(jìn)行75000次升降循環(huán)操作檢驗(yàn)驗(yàn)收判據(jù)：b)沒有異常磨損且受電弓應(yīng)滿足7.3.1和7.3.2的要求；c)升降系統(tǒng)沒有變形或斷裂。弓頭懸掛應(yīng)在所設(shè)計的整個工作行程范圍承受1.2×10?次連續(xù)工作循環(huán)，試驗(yàn)的最小頻率應(yīng)不小檢驗(yàn)驗(yàn)收判據(jù)：a)沒有異常的磨損且受電弓應(yīng)滿足7.3.1和7.3.2的要求；b)沒有變形或斷裂。受電弓和任何附加部件(電的和/或氣動的)應(yīng)能承受GB/T21563規(guī)定的沖擊和振動要求。受電弓高度升到最高工作高度的75%,受電弓試驗(yàn)量級的安裝類別應(yīng)按用戶和供應(yīng)商協(xié)議的要求b)受電弓仍滿足7.3.1和7.3.2的要求；c)受電弓沒有變形或斷裂破壞。受電弓升至最高工作位置的75%處，在弓頭轉(zhuǎn)軸處施加300N的橫向力，使之偏離原來所處的位裝有最大設(shè)計重量弓頭的受電弓，帶絕緣子安裝在產(chǎn)生正弦振動的振動臺上，橫向調(diào)節(jié)振幅和頻率。試驗(yàn)時，振動臺的振動頻率比受電弓橫向擺動的固有頻率低10%。當(dāng)升弓高度為最高工作位置的75%時，調(diào)整振動臺振動的振幅，使弓頭轉(zhuǎn)軸處產(chǎn)生7m/s2的加速度(IP)。GB/T21561.1—2018該值由式(1)得出。I=0.7×g×f3/(f2-1) (1)fo——橫向擺動的固有頻率，單位為赫茲(Hz),fo>3Hz。振動進(jìn)行10?次循環(huán)。b)受電弓仍滿足7.3.1和7.3.2的要求；c)受電弓沒有變形或斷裂破壞。振動的系統(tǒng)下。該系統(tǒng)剛度應(yīng)不小于弓頭懸掛總剛度的10倍。由受電弓系統(tǒng)施加接觸力，受電弓升弓高度應(yīng)與用戶協(xié)商一致。正弦振動的振幅應(yīng)由供應(yīng)商與用戶協(xié)商或者接近接觸力脫離值。7.5耐沖擊試驗(yàn)除制造商與用戶另外達(dá)成協(xié)議外應(yīng)完成如下試驗(yàn)：受電弓以標(biāo)稱接觸力升高到最高工作高度的75%,并在弓頭轉(zhuǎn)軸與底架之間用繩子系住?？v向施加300N的力于弓頭轉(zhuǎn)軸上后突然斷開，見圖3。本試驗(yàn)應(yīng)沿前后兩縱向各做3次。十滑輪繩繩力=標(biāo)稱靜態(tài)接觸力GB/T21561.1—2018受電弓應(yīng)升至最高工作位置，在支撐弓頭的框架上的每側(cè)水平方向持續(xù)施加300N的力。檢驗(yàn)驗(yàn)收判據(jù)：a)每側(cè)位移均不應(yīng)超過30mm;下面試驗(yàn)是適用于氣動類型的升降系統(tǒng)。氣路系統(tǒng)充以訂貨合同規(guī)定的氣壓。試驗(yàn)應(yīng)在訂貨合同所規(guī)定的最高溫度和最低溫度下進(jìn)行。如無特殊規(guī)定，低溫試驗(yàn)應(yīng)在-40℃進(jìn)行，高溫試驗(yàn)應(yīng)在+70℃下進(jìn)行。7.8弓頭自由度的測量弓頭自由度應(yīng)由供應(yīng)商與用戶協(xié)商確定。在工作范圍內(nèi)測量行程和轉(zhuǎn)角。7.9落弓保持力的測量總平均抬升力為每塊滑板上所測值的總和?？偲骄υ囼?yàn)應(yīng)在不受氣候條件干擾的情況下(如風(fēng)洞環(huán)境)模擬機(jī)車車輛運(yùn)行工況下進(jìn)行候條件下進(jìn)行試驗(yàn)。弓頭的高度應(yīng)是有代表性的標(biāo)稱高度和運(yùn)行線路的最小高度。如果線路沒有可用GB/T21561.1—2018統(tǒng)之間的動態(tài)相互作用性能。測量系統(tǒng)可按照GB/T32592。檢驗(yàn)驗(yàn)收判據(jù)：受電弓與接觸網(wǎng)動態(tài)相互作用性能應(yīng)符合TB/T3271—2011限定值或者滿足定貨受電弓應(yīng)連接到電路中，此電路供給受電弓等于機(jī)車車輛靜止時的額定電流30min,然后立即供給等于機(jī)車車輛靜止時的最大電流30s。試驗(yàn)時接觸線與滑板的要求如下：——如使用新接觸線，其摩擦表面應(yīng)經(jīng)過磨合后再使用，或使用摩擦表面的磨損已達(dá)到1/2壽命的——滑板與接觸線之間的力為標(biāo)稱靜態(tài)接觸力。a)受電弓的任何部位(包括滑板在內(nèi))都不應(yīng)有變形和過熱痕跡；c)滑板和接觸線的溫度不應(yīng)超過訂貨合同規(guī)定的溫度。受電弓結(jié)構(gòu)能夠傳送機(jī)車車輛運(yùn)行時的額定電流而不受損害。無滑板的受電弓應(yīng)連接到電路中，此電路先供給受電弓的電流為機(jī)車車輛運(yùn)行時50%的額定電流1h,接著立即供給等于機(jī)車車輛運(yùn)行時額定電流5min。應(yīng)將連接滑板和弓頭/框架的所有導(dǎo)流線相連。應(yīng)記錄溫升嚴(yán)重區(qū)域隨時間變化的溫度和電流。檢驗(yàn)驗(yàn)收判據(jù)：a)受電弓的任何部位上無變形或者過熱痕跡；c)受電弓上各溫升嚴(yán)重區(qū)域指定測點(diǎn)處的溫度不應(yīng)超過訂貨合同規(guī)定值。受電弓能傳送機(jī)車車輛運(yùn)行時的額定電流而不受損害。GB/T21561.1—2018受電弓在最高速度時降弓。測量從命令發(fā)出到滑板從接觸線降到最小絕緣距離時的時間。試驗(yàn)在運(yùn)行的兩個方向下進(jìn)行。最小絕緣距離為300mm或可按照定貨合同。8檢查計劃檢查計劃應(yīng)按照GB/T19001的要求。9可靠性和故障種類可靠性應(yīng)符合GB/T21562、GB/T21562.2、GB/T21562.3的要求或者由供需雙方協(xié)商確定。9.2故障種類應(yīng)由用戶按照GB/T21562、GB/T21562.2、GB/T2