碳系新材料受电弓滑板的开发

18 受电弓故障案例一

广州地铁二号线列车受电弓碳滑板异常磨耗分析概述：分析了可能造成广州地铁二号线列车受电弓碳滑板出现异常磨耗问题的原因，确定造成碳滑板异常磨耗的因素主要包括：接触网布置的均匀性及受电弓弓头结构、升弓保持力等。 1、问题的提出广州地铁二号线列车投入运营以来，其受电弓碳滑板一直存在异常磨耗问题。磨耗后的碳滑板在其两侧各出现两个凹槽，而广州地铁一号线列车运行10年以来，其磨耗后的碳滑板表面都未曾出现过凹槽现象。为确定二号线车辆受电弓碳滑板磨耗后出现凹槽的原因，我们对该问题进行了一系列的分析和试验。2、原因分析与相关试验 2.1 正线接触网布置均匀性的影响结合Bombardier公司在广州地铁二号线列车受电弓接触网测试报告可以看出，磨耗后的碳滑板表面4个凹槽与接触网在正线的布置存在联系。从图1可以看出，二号线接触网与碳滑板主要接触区域为碳滑板上的4个点，这4个点基本与磨耗后的二号线列车受电弓碳滑板上的4个凹槽相对应。因此可得出正线“之”字形布置的均匀性与碳滑板的异常磨耗是存在联系的，碳滑板与接触网接触时间最长的区段上更易形成凹槽。图1 接触网“之”字排列分布y柱状图

2.2 受电弓的升弓保持力存在问题由于二号线采用刚性接触网，而一号线采用柔性接触网，对比两种接触网，在受电弓升起后刚性接触网的抬升值非常小，而柔性接触网的抬升值相对较大，这样就会造成与柔性接触网的碳滑板表面压强小于与刚性接触网接触的碳滑板表面压强。因此我们最初怀疑造成二号线受电弓碳滑板的异常磨耗主要为物理磨理，为验证这一分析在2006年3月将一列二号线列车的受电弓升弓保持力调整为100N（正常为（120±10N）），并进行运行跟踪，试验结果证明将受电弓升弓保持力降低后的碳滑板平均每万km磨耗率还高于调整之前的磨耗率。因此确定二号线列车受电弓碳滑板异常磨耗的原因并不时由于刚性接触的抬升值小造成的物理磨耗。但在对受电弓检查过程中发现，二号线列车受电弓的升弓保持力在升弓高度改变时变化较大，比如，在车库接触网高度的升弓保持力调整到120N，而当受电弓升弓高度降低到隧道内接触网高度4040mm时，升弓保持力降低为100N左右。当受电弓升弓保持力降低时，碳滑板与接触网将无法完好配合，有可能在运行过程中出现碳滑板与接触网脱离从而造成接弧的问题，当出现此情况时，碳滑板和接触网都将产生电磨耗。而且从供电部门了解到现在二号线接触线的磨耗也比较严重，有部分区段的接触线已接近极限。 2.3 二号线列车受电弓的弓关结构存在问题一号线列车受电弓有弓头是2根碳滑板联动的结构。而二号线列车受电弓的弓头是4根碳滑板联动的结构，这种结构不能保证在碳滑板磨耗不均时4根碳滑板都能与接触网同时接触，有可能存在只有2根碳滑板与接触网接触的情况，而在这种情况下，与接触网接触的这2根碳滑板上的电流值上升，碳滑板表面温度升高造成电磨耗。一、二号线列车受电弓弓头对比见图2与图3。图2 一号线列车受电弓的弓头结构图3 二号线列车受电弓的弓头结构

受电弓碳滑板磨耗分析

受电弓碳滑板磨耗分析南京地铁运营分公司供电中心周国家摘要：针对南京地铁一号线列车受电弓碳刷条在运行一段时间后，碳刷条磨耗出现坑槽和表面不平滑，磨耗布局不合理，导致接触网打火、拉弧现象，有可能会给运营造成安全事故，影响到正常的运营。本文从分析造成受电弓碳刷条磨耗出现坑槽和表面不平滑，磨耗布局不合理现象角度出发，分析研究与碳刷条磨耗密切相关接触网的状态，而接触网拉出值是接触网状态的关键技术参数，就如何优化调整接触网拉出值，改善碳刷条的表面磨耗布局的合理性，减少接触网打火、拉弧现象的产生。为此，利用网检技术动态检测接触网的拉出值所提供的数据，分析研究接触网拉出值的分布情况，对接触网拉出值进行适当调整进行分析，解决受电弓碳刷条磨耗分布合理性，提出了现场施工中改进措施方案。关键词：拉出值、碳刷条、打火、动态检测、改进 0 引言南京地铁一号线运营几年来，经常发生接触网打火、拉弧现象。据统计每年车站上报给控制中心接触网打火次数不少于20起，不含区间内打火和人员没有看到的，是多区段发生此类情况，对运营造成一定的影响，南京地铁一号线历年接触网打火故障统计，见表一。表一南京地铁一号线历年接触网打火故障统计 1.接触网打火分类对于接触网打火，专业人员对此进行了归纳和分类，按照现象分为正常打火和非正常打火。正常打火：列车受电弓通过接触网锚段关节、分段绝缘器、线岔、汇流排接头处、刚柔过渡处（包括折返线、存车线、出入段）等，以及接触网上有覆冰、覆霜

时、发生的轻微的拉弧或打火，属于正常打火。打火对碳刷条影响见图一。图一打火对碳刷条影响对于此类上报故障，人员在现场确认属于正常打火，不影响正常运行，不需要立即处理，等到运营结束后再安排处理。非正常打火：可以分为一般异常打火和严重异常打火。 1)一般异常打火：在正常打火区间以外的场所发生轻微的打火现象，为一般异常打火。特征是：不发生连续拉弧、不产生大的火花。处理：发生一般打火的区段，在列车停运后对该段接触网进行调整。 2)严重异常打火：列车受电弓通过在不同地点发生连续拉弧或产生较大火花为严重异常打火。处理：在同一地点，发生严重异常打火连续3次的该段接触网必须停运，故障抢修。对于车辆下线建议是车辆在不同地点、不同区段发生严重异常打火两次以上的，必须下线进行检查，接触网检修人员要对此车进行跟踪，确认受电弓状态。 2.接触网打火产生的原因接触网打火的主要原因与接触网状态、轨道以及列车受电弓的技术参数有关，在保证接触网状态、轨道状态正常的情况下，列车受电弓的技术参数的好坏，是影响接触网打火关键。那么列车受电弓的状态主要包括受电弓碳刷条、受电弓的抬升力以及动态稳定性。 1.1受电弓技术参数

地铁接触网导线磨耗分析

地铁接触网导线磨耗分析【摘要】从地铁接触网的柔性接触网和刚性接触网两方面进行阐述，分析它们在实际运行中所常见的故障与问题，并通过不断的摸索与研究提出相应的解决措施。从而不仅有利于提升地铁接触网的运行效率，提高地铁交通的运行质量与运行能力，还能提高地铁运行的稳定性与安全性，促进我国交通事业的快速发展。【关键词】刚性接触网导线磨耗分析建议接触线在与电客车受电弓的相互作用时，表面产生腐蚀及磨损的现象即为接触线磨耗。导致接触线磨耗的原因主要包括：接触线与滑板间的电气腐蚀、受电弓碳滑板的机械摩擦、化学腐蚀、及接触线氧化等。接触线的载流量、接触网的机械安全及接触网使用寿命都会受到接触线磨耗的影响。 1 接触线局部磨耗原因分析 1.1 电客车的速度对接触线磨耗的影响在电客车出站加速区段，车辆晃动较大，加剧了受电弓的振动，且受电弓取流增大，弓网关系处于波动状态，接触压力及冲击力都不稳定，当电客车的速度不断提高时，就可能导致接触线与受电弓之间产生瞬间分离，引起跳跃式的接触现象。这种异常的现象会引起很多问题，比如：（1）接触线与受电弓之间工作面不平整，致使接触线磨耗不均，增加

受电弓碳滑板的磨耗；（2）还会增大接触线与受电弓的离线率及机械磨耗，由于接触线与受电弓间接触不良会增加接触电阻，从而产生大量的热量，导致接触线局部温度升高，致使接触线局部软化，接触线和受电弓滑板的电气磨耗增大，加速此区段接触线的磨耗速率，最终使得接触线工作面产生不平滑的现象，甚至出现接触线烧损的情况。 1.2 接触线异常磨耗的原因造成线岔非支处接触线及刚性悬挂锚段关节出现异常磨耗的主要原因有以下两点：首先，轨道线路的曲线、线岔以及车体抖动等会对弓网关系造成影响，特别是缓坡区段，对非支翘头处的异常磨耗现象也较为突出；其次，通常非支的抬高量要求在2～4mm范围内，抬高量过小就会导致接触线异常磨耗。 2 建议措施 2.1 优化刚性悬挂接触网的设计在刚性接触网设计过程中，对全线接触线拉出值分布的设计，呈正弦波布置为最佳；刚性接触网的悬挂跨距不宜大于10m，在6～8m范围为最宜；在变坡区域，跨中弛度不得大于跨距值的1‰，从而减小汇流排的形变，降低对受电弓的影响。 2.2 特殊地段采用弹性部件刚性接触网因其结构特点弹性较小，受电弓在运行中会

地铁接触网导线磨耗分析

地铁接触网导线磨耗分析集团标准化小组：[VVOPPT-JOPP28-JPPTL98-LOPPNN]

的磨耗；（2）还会增大接触线与受电弓的离线率及机械磨耗，由于接触线与受电弓间接触不良会增加接触电阻，从而产生大量的热量，导致接触线局部温度升高，致使接触线局部软化，接触线和受电弓滑板的电气磨耗增大，加速此区段接触线的磨耗速率，最终使得接触线工作面产生不平滑的现象，甚至出现接触线烧损的情况。 1.2 接触线异常磨耗的原因造成线岔非支处接触线及刚性悬挂锚段关节出现异常磨耗的主要原因有以下两点：首先，轨道线路的曲线、线岔以及车体抖动等会对弓网关系造成影响，特别是缓坡区段，对非支翘头处的异常磨耗现象也较为突出；其次，通常非支的抬高量要求在2～4mm范围内，抬高量过小就会导致接触线异常磨耗。 2 建议措施 2.1 优化刚性悬挂接触网的设计在刚性接触网设计过程中，对全线接触线拉出值分布的设计，呈正弦波布置为最佳；刚性接触网的悬挂跨距不宜大于 10m，在6～8m范围为最宜；在变坡区域，跨中弛度不得大于跨距值的1‰，从而减小汇流排的形变，降低对受电弓的影响。 2.2 特殊地段采用弹性部件刚性接触网因其结构特点弹性较小，受电弓在运行中会产生上下震动，如若其震动得不到释放或者缓冲，弓网间的电气磨耗及机械磨耗就会加大，所以需根据具体路线及刚性悬挂安

CL 动车组碳滑板暂行技术条件

标准性技术文件编号 TJ/CL 328-2014 动车组碳滑板暂行技术条件

目录 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 术语和定义 (1) 4 通用条款 (1) 5 技术要求 (3) 6 检验方法 (5) 7 检验规则 (10) 8 标识、包装、运输与储存 (11) 附录 A（规范性附录）CRH1\CRH2\CRH3C\CRH5\CRH380A动车组碳滑板技术要求 (13) 附录 B（规范性附录）CRH380B\CRH380CL\CRH380D动车组碳滑板技术要求 (15)

动车组碳滑板暂行技术条件 1 范围本技术条件规定了CRH系列动车组用碳滑板的技术要求、检验方法、检验规则、寿命要求、标识、运输与储存要求等。用于指导CRH系列动车组用碳滑板的设计、制造、检验、试验和认证。本技术条件不能涵盖的内容，应参见供需双方技术协议。 2 规范性引用文件本技术条件引用下列文件。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 21561.1—2008 轨道交通机车车辆受电弓特性和试验第1部分：干线机车车辆受电弓 TB/T 1842.2—2002 电力机车受电弓滑板浸金属碳滑板 TB/T 1842.3—2008 电力机车受电弓滑板第3部分:碳滑板 TB/T 2809—2005 电气化铁道用铜及铜合金接触线 TB/T 3271—2011 轨道交通受流系统受电弓与接触网相互作用准则 JB/T 8133.1-1999 电炭制品物理化学性能试验方法试样加工技术规定 JB/T 8133.4-1999 电炭制品物理化学性能试验方法肖氏硬度 IEC 60413:1972 决定电器电刷材料物理性能的测试程序 EN 50405:2006 铁路应用-受流系统-受电弓碳滑板的试验方法 DIN 5510-2:2009 轨道车辆防火措施第2部分：材料和构件的燃烧特性和燃烧并发现象 NF F 16-101:1999 铁路车辆防火性能材料的选择 3 术语和定义 TB/T 1842.3—2008 确立的及下列术语和定义适用于本技术条件。 3.1 碳滑板碳材料滑条通过粘接方式永久地附着在支撑结构上（托架），安装在受电弓弓头上，其表面直接与接触线接触 3.2 碳材料碳材料是指成型后的生制品经焙烧碳化的材料，或经焙烧碳化后又浸渍过金属材料的材料。 4 通用条款

地铁接触网弓网磨耗原因分析

地铁接触网弓网磨耗原因分析摘要目前，全国大部分地铁地下线路采用架空刚性接触网，地上线路采用架空柔性接触网。这种接触网模式的优越性得到了较充分的体现，但是刚性接触网的弹性较差造成接触线局部磨耗较快，受电弓碳滑板出现了不规则磨耗等。柔性接触网弹性较好，但是线岔处由于非支抬高不够，容易造成受电弓羊角磨损等现象。为了保障地铁的安全可靠运营，另外为了延长弓网的寿命与安全，笔者在实际的施工及运营中，积累了一定数量的测验、研究和实际操作，为这些问题提出一些解决措施，希望就有关地铁接触网运营中进一步提高弓网关系有所启发。关键词接触网不规则磨耗弓网关系 0 引言郑州地铁1号线一期工程起于西流湖站，止于市体育中心站，地下线路总长26.2km,于2013年12月28日建成通车，地上线路采用柔性悬挂接触网，地下区段全部采用“π”型结构架空式刚性接触网。此线路投入前，运行中受电弓出现一些问题，如接触网拉出值230mm地方磨耗严重，受电弓羊角处出现磨痕，为了弄清楚造成这些问题的原因和解决办法，笔者进行了大量的观察、测试和分析，希望对解决地铁接触网运行中存在的问题有所帮助和启发。 1 存在的问题以及影响1.1 接触悬挂与受电弓碳滑板存在的问题郑州地铁运行将近1年的时间，整体情况良好，基本上没有出现影响开车的事故，但是在前期试运行过程中，接触悬挂的接触线和受电弓碳滑板主要存在以下问题：1.1.1 接触线有磨耗不均匀现象,在列车的加速区段，接触线磨耗较快，且工作面不光滑，主要表现在：（1）关节非支、线岔处；（2）曲线弯道处；（3）汇流排中间接头处；（4）膨胀元器件中间接头处；（5）分段绝缘器处；（6）出站处的刚性悬挂接触线；在列车通过以上区段，接触线磨耗较快，工作面有凹凸不平的现象和有电弧烧损的痕迹。1.1.2 磨损之后的电弓碳滑板的工作面的形状有凹凸不平现象，且在距受电弓中心约230mm 处有较深凹槽出现。1.2 造成的影响1.2.1 接触线磨耗不均匀对运营的影响（1）弓网关系变差。受电弓与接触线在运行中，由于滑动的接触使得接触线磨耗不均匀，导致接触线的工作面不平滑，受电弓与接触线之间的接触压力会发生较大的变化，这样，接触线与受电弓之间容易出现火花，甚至会产生拉弧现象。这种弓网之间的火花或拉弧会给牵引供电系统（接触网、变电设备）和电力机车留下不利的影响。（2）接触线的更换周期缩短增加了运营维修成本。刚性接触悬挂的更换是在接触线被磨耗至汇流排的时候，但如大部分的接触线还完全没有被磨耗到接近汇流排然而局部磨耗严重，某个点或区段的接触线却被发现达到汇流排或已经达到接触线的预计寿命，这个时候要采取的解决方法是室内更换局部或者整个接触线的锚段（一个不带温度补偿装置的锚段长约250m），下表将表示出这两种换线方式的优缺点及其对运营的影响。1.2.2受电弓工作面的形状不规则对运营的影响（1）离线现象是指由于列车运行时弓网之间接触压力或高或低，随着速度的提高最终可能瞬时分离受电弓与接触线，使其产生跳跃式接触。这种现象会

受电弓碳滑板磨耗分析

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受电弓碳滑板磨耗分析南京地铁运营分公司供电中心周国家摘要：针对南京地铁一号线列车受电弓碳刷条在运行一段时间后，碳刷条磨耗出现坑槽和表面不平滑，磨耗布局不合理，导致接触网打火、拉弧现象，有可能会给运营造成安全事故，影响到正常的运营。本文从分析造成受电弓碳刷条磨耗出现坑槽和表面不平滑，磨耗布局不合理现象角度出发，分析研究与碳刷条磨耗密切相关接触网的状态，而接触网拉出值是接触网状态的关键技术参数，就如何优化调整接触网拉出值，改善碳刷条的表面磨耗布局的合理性，减少接触网打火、拉弧现象的产生。为此，利用网检技术动态检测接触网的拉出值所提供的数据，分析研究接触网拉出值的分布情况，对接触网拉出值进行适当调整进行分析，解决受电弓碳刷条磨耗分布合理性，提出了现场施工中改进措施方案。关键词：拉出值、碳刷条、打火、动态检测、改进 0 引言南京地铁一号线运营几年来，经常发生接触网打火、拉弧现象。据统计每年车站上报给控制中心接触网打火次数不少于20起，不含区间内打火和人员没有看到的，是多区段发生此类情况，对运营造成一定的影响，南京地铁一号线历年接触网打火故障统计，见表一。表一南京地铁一号线历年接触网打火故障统计年份2006年2007年2008年2009年正常打火次数(起) 15 26 29 25 非正常打火次数（起） 3 5 4 6 1.接触网打火分类对于接触网打火，专业人员对此进行了归纳和分类，按照现象分为正常打火和非正常打火。正常打火：列车受电弓通过接触网锚段关节、分段绝缘器、线岔、汇流排接头处、刚柔过渡处（包括折返线、存车线、出入段）等，以及接触网上有覆冰、覆霜

各种电力机车受电弓滑板的型号

各种电力机车受电弓滑板的型号、性能及其应用根据材质的不同，我们将滑板分为纯碳滑板、粉末冶金滑板和浸渍金属滑板。下面将分别介绍我国各种滑板的生产情况，产品型号、规格、性能及其应用。 1、纯碳质滑板目前，纯碳质滑板是我国电气化铁路上广泛使用的主要滑板之一，是非金属中导电较好的材料，当前有哈尔滨电碳厂、北京电碳和自贡东新电碳厂进行生产。纯碳滑板工作时磨下来的粉末粘附在接触导线表面，形成一层很薄的碳膜，起到了良好的自润滑作用，能够减轻对导线的磨耗。据统计，使用纯碳滑板的网线寿命至少是50年，它对导线的磨耗仅为0。006mm/万次，并且对无线电话及无线电视干扰小。因此，欧洲等一些国家如荷兰从1934年，德国从1935年便开始使用纯碳滑板，而目前不论交流或直流供电的电气化铁路道在铜导线上都采用了纯碳滑板。在日本，私营铁路全部使用纯碳滑板。可见，纯碳滑板不失为一种优良的滑板材料。目前国内广泛使用的国产纯碳滑板的型号、规格及技术性能如表1所示。哈碳厂、北京电碳厂和东新电碳厂成产的纯碳板基本能够满足我国电气铁路需求。因此，机械电子工业部在总结我国近年纯碳滑板生产状况的前提下，于1898年2月17日发布了中华人民共和国专业标准《电力机车碳滑板》，并规定的电力机车纯碳滑板的型号和规格如表2所示，技术性能如表3所示。表2 纯碳滑板的型号与规格规格mm 型号 H（高） B（宽） L（长）

C21 30—35 36 250—500 C22 35 70 500—1000 C23 35 70 500—1000 C25 56 — 500—750 注：根据用户要求，可生产其他规格制品。表3 国产纯碳滑板的技术性能型号电阻率肖氏硬度体积密度抗折强度沿长度方向抗压强度单个价值平均值 MPa Mpa C21 38 58-100 62 160~180 28 57 C22 33 45-90 50 160~180 24 40 C23 20 40-70 20 160~180 20 40 C25 35 60-100 70 160~180 25 59 注：体积密度不作出厂考核项目。尽管纯碳滑板具有优良的性能，但在使用的过程也发现了它存在一些缺点和局限性。首先，纯碳滑板的机械强度低，通常，抗折强度为30~40Mpa，抗压强度为60~80Mpa，肖氏硬度为60~80，因此，使用过程中常发生折断、碎裂。另外由于生产时各种因素的波动，致使滑板性能不均，发生偏磨，特别是在钢铝导线及铜、钢铝导线混架线区段、纯碳滑板磨耗剧增，折断、碎裂、偏磨也愈发严重。

地铁刚性接触网弓网磨耗关系浅析

地铁刚性接触网弓网磨耗关系浅析摘要:刚性接触网弓网磨耗主要包括机械磨耗和电气磨耗两种，这两种类型的磨耗大部分同时发生且相互影响。本文分别从影响受电弓碳滑板磨耗和影响接触线磨耗的两个方面的因素，分析弓网磨耗问题产生的原因。为有效改善弓网间的磨耗，提出相应的建议:优化刚性接触网的布置方式、特殊地段增加弹性部件、接触线选型、注重检查、精修细检等。关键词：接触线碳滑板弓网关系磨耗刚性接触悬挂因其具有结构紧凑、无断线隐患、费用较低、安装维护方便等特点，现已成为我国地铁地下线路的接触网首选类型。通过对运营线路统计发现，刚性接触网较多存着接触线磨耗不均匀、受电弓碳滑板不规则磨耗、局部接触线磨耗率大等问题，这些磨耗问题，不仅会使弓网关系变差，影响受流质量，而且还会缩短接触线和受电弓碳滑板的使用寿命，增加运营维修成本。 1 存在的问题接触线局部磨耗大：在实际运营中，接触线出现不均匀磨耗主要集中在列车出站加速区段、减振道床区段、绝缘锚段关节、汇流排中间接头等地方。正常情况下接触线磨耗至汇流排才需更换，但如个别点或区段的接触线磨耗严重，接近磨到汇流排，而其他地方的接触线还未达到换线标准时，接触线就必须整个锚段或局部进行更换，以广州地铁二号线为例，作为国内第一条采用刚性悬挂接触网的线路，已经运营十年多的时间，部分区段接触线运营4～5年磨耗就达到需换线程度（表1）（图1）。表1 近年广州地铁二号线部分换线记录图1 接触线磨耗严重图2 受电弓碳滑板磨耗严重受电弓碳滑板磨耗凹凸不平：在长时间运营后，受电弓碳滑板的磨耗呈不均匀分布（图2），具体表现为：受电弓碳滑板工作面的形状不规则且起伏不平；最大拉出值处（±200mm）受电弓碳滑板磨耗严重，形成较深的凹槽。为保证弓网间保持良好的关系，在实际运营中，当受电弓碳滑板凹槽深度达到一定深度时，

北京地铁6号线受电弓碳滑板异常磨耗分析

北京地铁6号线受电弓碳滑板异常磨耗分析摘要：本文较为深入的分析了北京地铁6号线出现受电弓碳滑板异常磨耗的原因。首先从理论上给出了碳滑板磨耗分为电气磨耗和机械磨耗两部分，然后从这两点入手，采用排除法，逐个排除可能会造成异常磨耗的因素，最后给出了结论及解决方案。关键词：地铁；碳滑板；异常磨耗； 1背景北京地铁6号线车辆采用两种受电弓，其中天海公司受电弓63列，日本东洋公司受电弓21列。天海公司受电弓（简称天海弓）为气囊弓，东洋公司受电弓（简称东洋弓）为弹簧弓，两种的受电弓虽然控制原理不同，但均属于世界轨道车辆普遍采用的受电弓。天海弓及东洋弓在国内外均有大量的装车业绩，属于成熟产品。北京6号线自2018年11月20日起，西延线开通进行全线贯通试验，所有车辆（一二期及西延线车辆）进行混跑，线路运行方式为：车辆自潞城到海淀五路居正常载客运营，在五路居站清客，在西延线路段进行空载试车，车辆回到五路居站后再次投入载客运营。自2018年12月24日起，陆续接到受电弓碳滑板出现异常磨耗问题的反馈，碳滑板磨耗过快，同时出现异常的波浪形，如下图所示：从现场观察来看碳滑板的普遍特性为碳滑板磨损区域呈现两端磨损大中部磨损小的形态。另外碳滑板磨耗速度极快，正常碳滑板磨耗到限为车辆运行10万公里左右，现场碳滑板磨耗到限时车辆仅运行了5000公里，为正常的二十分之一。 2 原因分析弓网之间相互作用的关系如下图所示，造成碳滑板磨耗的原因可以分为电气磨耗和机械磨耗两类。电气磨耗的因素包括燃弧率、载流量等因素，影响机械磨耗的因素包括接触压力、接触网硬点等因素。碳滑板的电气磨耗、机械磨耗和受电弓升力之间的关系如下图所示，只有找到两者之间的平衡点，才能有效降低磨耗量。每天晚上对回段部分车辆进行磨耗量分析，力求找到磨耗量变化趋势。分别从电气磨耗和机械磨耗上着手进行原因调查，分析如下。 2.1 电气磨耗首先分析下车辆载流量的变化，从下图中可以看出车辆无论是空载还是满载其电流值不超过4500A，北京6号线项目每列车共3个受电弓，单弓受流的额定电流大于1600A，实际浸金属结构碳滑板在2400A以下都具有良好的导电性，因此电流属于正常范围内，可以排除由于电流突然增大引起温升导致的异常磨耗。另外经调查ATO控车逻辑在西延线开通后进行了调整，车辆出站加速度有所增加，我们对比了调速前和调速后的电流曲线，如下图中红线和黑线所示，从图中可以看出电流变化不明显，不会对磨耗量造成影响。

郑州地铁2号线碳滑板磨耗分析及选型

Development and Innovation | 发展与创新 | ·223· 2019年第10期郑州地铁2号线碳滑板磨耗分析及选型赵慧阳（郑州地铁集团有限公司，河南郑州 450000）摘要：碳滑板对地铁列车而言属于高价值消耗性部件，常用碳滑板基本为进口件，不但采购价格高，采购周期也较长。为降低经济成本和扩大供货渠道，郑州地铁2号线选用不同品牌碳滑板进行试验，通过磨耗率、使用情况、经济性等因素对郑州地铁2号线各类型碳滑板磨耗数据进行分析，以此找寻更适合2号线线路使用的碳滑板。文章介绍了受电弓滑板作用及材质；对比了4种碳滑板在郑州地铁2号线路上不同运营里程的磨耗情况及碳滑板的磨耗形态，选出了更适合2号线线路使用的碳滑板，以供相关领域研究者参考。关键词：碳滑板；磨耗数据；分析；选型中图分类号：U264 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2019）10-0223-02 作者简介：赵慧阳（1988—），男，助理工程师，研究方向：城市轨道交通。 1 受电弓滑板作用及材质 1.1 受电弓滑板作用碳滑板是地铁车辆重要的受流部件，通过碳滑板的作用将接触网上的电能源源不断地“流入”地铁车辆，经过逆变器的作用将电能转化为机械能，驱动车辆前进。1.2 受电弓滑板材质发展过程随着加工工艺的提升，滑板的制作材质不断更新，以期满足速度不断提升的机车。从滑板的发展历程来看，大致分为纯铜、石墨材料、粉末冶金滑板、浸金属碳滑板等阶段，各材质碳滑板电阻率如表1所示。纯铜具有机械强度高、电阻率低、导电性能好、成本低等特点，但对接触导线磨损严重，更换难度大。石墨材料解决了对接触导线磨损严重的问题，但存在电阻率高、不耐冲击易掉块的问题，同时滑板磨耗率过大。粉末冶金滑板电阻率比石墨滑板低，并且有一定的抗冲击性，但依然会导致接触导线的磨耗严重。随着速度的提高，粉末冶金滑板弱点越来越突出。为解决这些问题，最终开发出来了浸金属碳滑板材料，该材料是在压力作用下利用金属液将碳质压块中的气孔填满而形成的,组织致密。虽然浸金属碳滑板材料含碳量大、自身磨耗也较大,但兼有纯碳滑板材料润滑性能好与铜系合金烧结滑板材料强度高、导电性好等优点，是一种较为理想的高速列车用受电弓滑板材料[1]。 1.3 A、B、C、D 4种碳滑板材料 4种碳滑板均选用最新技术，即浸金属碳滑板。根据《交流传动机车受电弓碳滑板暂行技术条件》规定，浸金属碳滑板材料需满足表2所示的性能。 4种类型碳滑板均能够满足表2中的最低要求，符合安装前要求。 2 4种碳滑板磨耗分析 2.1 样本选取碳滑板磨耗包含机械磨耗和电气磨耗。机械磨耗为滑板和接触线之间摩擦造成的损耗，电气磨耗为滑板和接触线接触不良，离线造成拉弧，温度升高，滑板表面形成电腐蚀，使滑板表面摩擦因数增大，从而增大机械磨耗。线路开通初期，受电弓碳滑板和接触网线均为新设备，为降低新设备磨合影响，本次数据从机车运行半年以后开始统计，A 、B 型碳滑板各在1列车试装，C 、D 型比较成熟的碳滑板安装在1列车进行数据分析，即选取3列车对磨耗进行分析，3列车受电弓均为TSG-18G 型，接触压力为120±10N 。为使样本数据更加准确，对列车运行10000km 、30000km 、70000km 的碳滑板磨耗进行分析（各列车里程无法保持一致，故选取3个里程进行分析）。 2.2 10000km 平均磨耗由于运营特殊性，无法将实际运行里程和检修一一对应，对运行10000km 、30000km 、70000km 的碳滑板进行数据分析，4种碳滑板在运行统计周期内，10000km 列车磨耗数据如表3、表4所示。2.3 30000km 平均磨耗 4种碳滑板在运行统计周期内，30000km 列车磨耗数据如表5、表6所示。2.4 70000km 平均磨耗 4种碳滑板在运行统计周期内，70000km 列车磨耗数据如表7、表8所示。 2.5 各碳滑板万千米平均磨耗率从表3～表8可以看出，4种类型碳滑板在各个周期内的万千米磨耗数据，将上述数据进行整合，平均磨耗里程除A 型碳滑板外，其他3种碳滑板在磨耗前期，磨耗速率较快，随后趋于平稳，在一定程度上也符合一般规律，A 型碳滑板整体磨耗较为均匀，未存在磨耗速率变化较大的情况。表1 各材质碳滑板电阻率滑板种类电阻率/（μΩ·m）纯铜0.30石墨材料35.00粉末冶金滑板0.35浸金属碳滑板 8.00 表2 碳条材料性能表项目名称指标体积密度/（g·cm -3 ） 2.0～ 3.0抗折强度/MPa ≥70抗压强度/MPa ≥100冲击韧性/（J·cm -2）≥0.2520℃电阻率/（μΩ·m）≤12洛氏硬度（HR5/1470） ≤120

受电弓系统工作原理浅析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/2018213786.html, 受电弓系统工作原理浅析作者：贾晓阳来源：《科学与财富》2017年第19期摘要：受电弓是铁路车辆从架空接触网取得电能的电气设备，是车辆的动力源泉，也是车辆的关键技术之一。关键词：受电弓；气路原理；受流；故障一、受电弓简介按受电弓结构分，受电弓可分为双臂受电弓和单臂受电弓。双臂受电弓结构对称，侧向稳定性好，但结构复杂，维护成本高。单臂受电弓结构简单，尺寸小，重量轻，且具有良好的跟随特性因此受流特性非常好，从而被动车组和地铁项目广泛应用，因此本文以单臂气囊受电弓为例，介绍受电弓系统。受电弓系统生产厂家众多，在设计方式上会有些许差异，但是其主体结构上是类似的，以TSG19型受电弓为例，其主要由带支撑绝缘子的底架、气囊升弓驱动装置、框架、弓头、受电弓控制单元等装置组成，受电弓总览图如图1所示。二、受电弓气路原理受电弓的升降弓控制，可简单的看成是受电弓升弓电磁阀的得电失电控制。当受电弓的升弓电磁阀得电时，车内的压缩空气通过升弓电磁阀，再经过滤器、减压阀等，一路向气囊充气，同时另一路向受电弓碳滑板的气腔充气，当气囊内气压达到一定压力时，气囊膨胀变形带动钢丝绳，钢丝绳再带动下臂杆运动，下臂杆在拉杆的协助下托起上臂杆及弓头，弓头在平衡杆的作用下，在工作高度范围内始终保持水平状态，整个升弓过程在规定的时间完成。在升弓过程中，受电弓遵循先快后慢的规则，即受电弓弓头离开底架时快，在接近接触网时慢，防止升弓过程对接触网产生冲击，造成弓网之间的拉弧现象；当电磁阀失电时，压缩空气由电磁阀口排向大气，气囊中的压缩空气压力迅速减小，受电弓靠自身重力落下，降弓过程也是遵循先快后慢的规则，即降弓过程受电弓弓头离开接触网时快，防止弓网之间的拉弧现象，在接近底架时慢，防止拉弧和对底架的机械冲击。除了通过控制升弓电磁阀失电的正常降弓外，受电弓还设有ADD自动降弓系统。ADD自动降弓系统作用是，当受电弓碳滑板磨耗到限、碳滑板发生意外破裂或者危急情况引起的受电弓气路泄漏时，受电弓能够迅速有效的降下，避免受电弓与接触网遭到进一步破坏。ADD自动降弓系统主要包括快排阀、带气道的碳滑板、压力开关及相应的管路组成。快排阀安装在受电弓底架上，进气口与通向气囊的气路连通，出气口与通向碳滑板和压力开关的气路连通，排气口与大气连通。受电弓正常升弓时，快排阀进气口的压力等于出气口的压力，进气口、出