电力机车受电弓滑板的现状_侯明
浅析电力机车受电弓故障处理和预防措施
浅析电力机车受电弓故障处理和预防措施摘要：受电弓是电力机车高速运行中容易因为磨损出现故障的部件。
在目前高速电力机车运行任务越来越重的背景下，对电力机车受电弓的故障原因进行分析，分析常见故障发生的根源，提出具有良好执行性和有效性的处理方案和预防措施，是一项值得研究的课题。
本文主要是对电力机车受电弓的结构和原理进行分析，对日常电力机车运行中受电弓的故障类型进行分类研究，以提高电力机车受电弓的使用效率和及时处理、有效预防的能力，为高速电力机车的稳定安全运行提供保障。
关键字：电力机车；受电弓；故障；处理；预防国家高度重视高速铁路的发展建设，投入大量的人力、物力、财力开发了高速电力机车。
目前中国具有核心知识产权和技术的动车组、高速铁路已经成为中国基础建设领域的金字招牌，在国内外得到了广泛的认可。
在电气化高速铁路建设中，要保证安全稳定运行，首先就是要加强对电力机车的日常检修维护。
受电弓是电力机车中车体和接触网连接的中间过渡部位。
因为电力机车高速运行产生的摩擦，非常容易发生受电弓故障，从而导致机车供电中断，或者直接造成停车故障。
因此，需要高度重视对受电弓的故障处理和预防工作，为电气化铁路的安全运行提供技术支持。
1 受电弓的工作原理和基本结构电力机车通过近些年的发展，型号比较多，结构也在不断优化。
目前电力机车上的受电弓采用气囊驱动升弓的单臂式受电弓比较常见，该装备会配备阻尼器和ADD自动降弓等装置。
本文以单臂式受电弓来分析其基本结构和工作原理。
1.1 工作原理电力机车的受电弓主要作用是从额定电压1500V的接触网上获得电源，并将电源供给给电力机车使用。
同时利用电力机车的再生制动系统来实现对动能的转换。
把动能转换回馈给接触网，从而通过接触网线路传输提供给其他电力机车使用。
因此电力机车的受电弓起到的是双向传递的中枢功能。
目前无论是刚性还是柔性结构的接触网线路上都可以使用受电弓。
在电力机车的设计车速范围里，受电弓良好的动力学性能，能让电力机车在不同的轨道和速度状态下，都和接触网实现稳定良好的接触。
电力机车受电弓滑板
电力机车受电弓滑板
潘连明;张国荣;钱中良;于鹰;盛伟;杨永吉;游庆
【期刊名称】《机车车辆工艺》
【年(卷),期】2001(000)003
【摘要】概述了影响电力机车受电弓滑板寿命的主要因素,阐述了国内几种不同材质滑板的特点及应用,展望了我国电力机车受电弓滑板的发展方向.
【总页数】4页(P1-4)
【作者】潘连明;张国荣;钱中良;于鹰;盛伟;杨永吉;游庆
【作者单位】戚墅堰机车车辆工艺研究所,江苏,常州,213011;戚墅堰机车车辆工艺研究所,江苏,常州,213011;戚墅堰机车车辆工艺研究所,江苏,常州,213011;戚墅堰机车车辆工艺研究所,江苏,常州,213011;戚墅堰机车车辆工艺研究所,江苏,常
州,213011;戚墅堰机车车辆工艺研究所,江苏,常州,213011;戚墅堰机车车辆工艺研究所,江苏,常州,213011
【正文语种】中文
【中图分类】U264.3
【相关文献】
1.关于电力机车受电弓滑板的探讨 [J], 田茂林
2.“电力机车碳包铝托架受电弓滑板”通过太原局集团公司技术评审 [J], 张峰;
3.从电力机车受电弓滑板标准看滑板材料的发展现状 [J], 陈飞雄; 颜君毅; 王铁军
4.电力机车受电弓滑板用浸铜碳条的试验研究 [J], 陈飞雄;颜君毅;王铁军
5.电力机车受电弓滑板用浸铜碳条的试验研究 [J], 陈飞雄;颜君毅;王铁军
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
电力机车受电弓发展综述
文 章 编 号 ：１６７２－１６７５（２０１７）１７—０３０６—０２
１ 前 言
随着 电力机车运 行速 度的提升 ，受 电弓的性 能也在 逐步提高 。在 电 力 机 车 高 速 运 行 时 ，一 方 面 滑 板 表 面 摩 擦 会 产 生 大量 的 热 量 ，导 致 滑 板 表面温度提升 。另一方面，受 电弓滑板在接触分段 绝缘 器等硬点时会发 生离线拉弧现 象，导致滑 板表面 质量下 降。因此 ，随着 电力机车速度 的提 升，人们对受电 弓材料的研究也在逐渐深入 。
继 日本之后 ，１９７０年左右 ，欧洲各 国也开始 了对 高速 铁路的研究 ，其 中非常具有代表性的是德 国的 ＩＣＥ和法 国的 ＴＧＶ，它们所使用的受 电弓 滑板材料 分别为碳系列 和金属系列 ，其 中碳系 列的主要 原料为 碳，金属 系列主要为钢和铜合金。由于铜和钢各 自的优缺 点，因此在 ＴＧＶ上 ，铜合 金主要用 于直流 区间，钢滑板主要用于交流 区间。但 由于金属类滑板材 料 与接 触导线 的亲和力较强 ，导致接触导线 发生较严重 的磨损 ，所 以金 属系列滑板材料 的应用受到 了很大的限制。碳 系类滑板材料在使用过程 中会在 接触导线表面 形成一层薄润 滑膜 ，可以有效减 轻接触 导线 的磨
题 。 １９６４年随着 日本新干线的建成并投入使用，电力机车受 电弓滑板 材
料 越 来越 引 起 人 们 的 重 视 ，经 反 复 对 比 研 究 后 发 现 铁 系 烧 结 合 金 因 为 其 独特 的性能优势更适合作为受 电弓滑板材料 。１９８１年后 ，日本 的高速 列 车最 高时速 已达 ２１０～２４０ｋｍ／ｈ，铁系烧结合金 已无法满足列车 的实际需 求 ，铁 系烧结合金 的应用受 到限制 。现 代 ，随着铁路高速化 的发展，现有 的受电 弓材料越 来越难 以满足 实际需要 ，基 于此 ，日本专 门成立 了工业 株 式会社用于研究新型滑板材 料，并 由此开发出 了浸金属碳滑 板材料 ， 浸金属碳滑板材料是一种性 能较为理想的高速列车受 电弓滑板材料 ，具 有强度高导 电性好等优 点。 日本铁 路高速化 的目标是在 ２１世纪将 速度 提升到 ３５０ｋｍ小 以上 ，因此 ，目前 口本正在努 力完善现有 材料的性能 ，并 开 发 更 为 理 想 的 电力 机 车 受 电 弓材料 。 ２．２ 欧 洲 方 面
高速铁路受电弓滑板材料的发展
高速铁路受电弓滑板材料的发展摘要：随着高速铁路的发展，对电力机车的受电弓滑板提出了更高的要求。
本文首先对电力机车滑板的工作特点进行分析，通过将日本、西欧的滑板发展历程与国内滑板发展情况对比分析，阐述了国内滑板目前存在的不足，同时展望了未来滑板的发展，希望对滑板发展有一定帮助。
关键词：高速铁路；受电弓滑板；碳材料；1课题研究背景目前，铁路正向着高速化和电气化的方向发展，电力机车是实现高速化的重要设备之一，通过弓网系统，电力机车获得动力，因此稳定的弓网供电系统是实现电力机车稳定运行的重要基础。
在弓网系统中起接收传导电力的设备正是受电弓的滑板部分。
滑板一般安装在受电弓的最顶端，与接触网直接相接触。
在铁路追求更高速度的进程中，滑板的经济型和性能都面临着更大的挑战，寻求更加优秀的滑板显得十分重要。
滑板具有一下几个工作特点[1]：1.1.周期性随机变化负荷：静止的接触网与高速运动的滑板之间存在相互作用，产生周期性的随机变化负荷。
2.机械磨损：滑板与接触网之间的相对滑动速度很高，以目前的复兴号为例，其运行速度为350km/h，对应的弓网相对滑动速度为97.2m/s，并且接触网段与段之间存在连接硬点，会对滑板产生阶跃性冲击。
3.电气磨损：滑板会承受强烈的电气磨损，即当受电弓离开接触网时，会产生强烈的拉弧情况，造成滑板表面烧伤。
目前常用的电力机车滑板主要包括金属类、粉末冶金类和碳滑板类。
金属类(例如铁、铜、钢等)滑板机械强度和硬度较好，因此最早得到了应用，但其对接触网磨损严重；粉末冶金类滑板(例如铁基粉末冶金滑板、铜基粉末冶金滑板等)内部存在润滑材质，能在保证较好的机械强度和导电性的情况下，降低对接触网的磨耗；碳滑板类主要包括纯碳滑板和改良的复合浸渍碳滑板，碳滑板本身具有良好的润滑效果，会在接触网上形成润滑层。
目前各类复合浸渍碳滑板是电力机车未来滑板的主要发展方向[2]。
2国内和国外滑板发展概括电力机车是第二次工业革命的产物，但其大规模的技术革新发展是在二战之后，日本、西欧各国都对碳滑板进行了大量研究，尤其是1964年日本新干线的开通，正式拉开了高速电力机车的序幕。
2024年受电弓市场分析现状
2024年受电弓市场分析现状1. 引言受电弓是一种用于电力牵引工具的装置，用于接触并获取电气能量。
它是电力机车和电动列车等交通工具的重要组成部分，具有提供稳定电力、减少摩擦损耗和确保安全运行等功能。
本文将对受电弓市场的现状进行分析，包括市场规模、市场竞争态势、市场发展趋势等方面。
2. 市场规模受电弓市场的规模受到电力交通工具市场的影响。
随着城市化进程的加快和人们对交通运输的需求不断增加，电力交通工具市场正在快速发展。
根据市场研究机构的数据显示，全球受电弓市场在2020年达到了X亿美元，并预计在未来几年将保持年均X%的增长率。
这主要是由于受电弓在电力交通工具中的重要性不断提升，以及新兴市场对电动交通工具的需求增加所推动的。
3. 市场竞争态势受电弓市场存在着激烈的竞争态势。
目前，全球范围内有多家主要受电弓制造商，包括AB公司、CD公司和EF公司等。
这些公司依靠技术创新、产品质量和售后服务等方面的竞争来争夺市场份额。
此外，一些新兴的本地制造商也在逐渐崛起，加剧了市场的竞争。
然而，由于技术门槛较高，受电弓行业具有一定的市场集中度，主要制造商占据着较大的市场份额。
4. 市场发展趋势受电弓市场在未来几年将呈现出一些明显的发展趋势。
4.1 技术创新随着电力技术的不断进步，受电弓的技术也在不断创新。
新一代的受电弓采用更先进的材料和设计，具有更高的耐久性和牵引能力，从而提高了电力交通工具的性能和效率。
4.2 区域市场发展差异全球范围内的受电弓市场存在着一些区域差异。
发达国家的市场较为饱和，增长速度相对较慢，而新兴市场的需求增长较快。
特别是在亚洲和拉美地区，受电弓市场呈现出较高的增长潜力。
这主要是由于这些地区的城市化进程加速和对电动交通工具的需求增加。
4.3 环保要求的增加随着全球环境问题的日益突出，政府和社会对交通工具的环保要求也在增加。
电力交通工具相较于传统燃油车辆具有较低的排放，因此受电弓作为电力交通工具的关键部件，将面临更高的环保要求。
电力机车受电弓常见故障及维修策略研究
电力机车受电弓常见故障及维修策略研究作者：周正龙来源：《时代汽车》2023年第18期摘要：受电弓是实现电力机车从接触网取得电能的重要设备，安装在机车车顶上。
负荷电流通过受电弓滑板接触面的流畅程度与接触压力、过渡电阻、接触面积有关，本文重点对电力机车受电弓的工作状态进行研究，并针对其中的常见故障进行分析，并结合实际情况介绍了相应的维修策略。
关键词：电力机车受电弓故障维修随着我国科技水准的迅猛发展，电力机车的快速普及化和发展，机车安全运行也是重中之重，电力机车中的受电弓是电力机车的主要电气设备，主要承担着连接和传输电力的功能。
在收电弓上升过程中，通过向电力机车内部的高压电力装置输送电力，为电力系统提供多种能源。
受电弓一旦出现故障，将直接影响到列车的安全，甚至危及到乘客的生命财产安全。
因此，对电弓容易出现的故障进行统计，分析其控制原理，找出造成其主要故障的原因，迅速、高效地进行故障排除，找出问题的根源，并采取相应的整改措施，确保列车的正常运行[1]。
1 受电弓结构组成及基本原理既定受电弓的特性是新建接触网方案设计和所需要的参数选取的主要依据。
受电弓要去具有一定的基本特性，同时能够适用于所规定的适用范围。
受电弓的设计和特性对于弓网系统的运行质量具有非常重要的影响，如果高速的将接触网与不适合高速的受电弓匹配，则不会出现预期的结果，相反，也不可能利用高速受电弓与普通接触网进行匹配用来进一步提高接触网的最高速度。
完善的设计应该保证可以在不同的接触网上使用受电弓，同时使列车能够拥有良好好的运行性能。
运行中的受电弓部分或全部带电，其基本作用是建立电气列车和接触网的电接触。
实现电气列车所需要的电能的集流和传输。
受电弓的工作特点：当单列动车组运行时，动车组上的两个受电弓，其中一个受电弓用于采集单相交流电。
为了实现此目的，两个受电弓即动车组的两个牵引单元通过车顶的电缆进行连接，在单列车运行过程中，两个受电弓的任何一个都具有相同的性能。
受电弓的弓头滑板的检修内容与要求
受电弓的弓头滑板的检修内容与要求
受电弓是电气化铁路牵引供电系统的重要组成部分，它负责接触架空线路供电，将电能输送给牵引车辆。
而受电弓的弓头滑板则是受电弓与架空线路之间的接触部分，直接受到电弧、摩擦和磨损等因素的影响，因此需要进行定期的检修以确保其正常运行。
受电弓弓头滑板的检修内容主要包括以下几个方面：
1. 清洁检查：首先需要清洁弓头滑板，去除灰尘、杂物和油渍等污染物，以确保其表面干净。
2. 磨损检查：检查弓头滑板的磨损情况，特别是弓头滑板与架空线路的接触面是否有明显的损耗、骨化或烧蚀情况。
如有磨损，需及时更换弓头滑板。
3. 弹簧压力检查：弓头滑板通常采用弹簧装置来保持弓头对线路的压力，检查弹簧的压力是否在正常范围内，以确保弓头与架空线路的良好接触。
4. 弓头滑行检查：检查弓头的滑行情况，确保弓头能够顺畅地在架空线路上滑动，并能够自动收放。
对于受电弓弓头滑板的检修，需要满足以下要求：
1. 定期检修：受电弓的弓头滑板需要定期进行检修，频率可以根据铁路运营情况和使用寿命确定。
一般来说，弓头滑板的检
修周期为数月到数年。
2. 检修工艺规范：检修过程需要按照相关工艺规范进行，确保检修结果符合要求。
3. 检修设备和工具：需要准备专用的检修设备和工具，以便进行清洁、检查和更换等工作。
4. 检修记录和报告：每次检修后需要做好相应的记录和报告，包括检修时间、内容、结果等，以便后续的跟踪和分析。
各种电力机车受电弓滑板的型号资料精
由此，我国目前较广泛使用的纯碳滑板和粉末冶金滑板尽管各自都具有一些优良性能，但都各自存在着严 重的缺陷及局限性，都无法单独满足我国电气化铁路对滑板性能的全面需要。当前，我国接触网线大都是 铜导线、铜、钢铝混气架，并且随着铁路电气化的不断发展，今后将重点发展铜接触网。因此，对于既适 用于铜导线、有适用于钢铝导线或各种混架线区段的新型滑板的研制与推广就显得日益重要。
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
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。按石 家庄电力机务段的统计，1982 年 7 月至 9 月，因偏磨、掉块断裂造成的故障率为 5107%，实际试验纯碳滑 板耐磨寿命为 1.423 万机车公里。安阳线统计，纯碳滑板在钢铝导线下单耗为 29 万条/万机务车公里。东 新电碳厂曾在马角坝机务段作过对纯碳滑板实运磨耗试验，发现正常磨耗使用到寿命虽然可达 2 万多机车 公里，但实际使用中由于碳滑板发生掉块、碎裂、偏磨等情况，致使有些滑板未到使用限度便被迫抛弃， 实际寿命较低。如马角坝机务段统计，平均寿命约为 7000 机车公里（即每运营 7000 公里需要耗费滑板 16 条）。
中科院兰州化物所科技成果——新型电力机车受电弓滑板
中科院兰州化物所科技成果——新型电力机车受电弓滑板成果介绍
受电弓滑板是电力机车必不可少的关键部件，其特定的工作状态要求它在与导线作高速接触摩擦运动中向机车发动机传输大电流电能，因此要求滑板材料具有优良的导电性、耐磨性，较高的机械强度和较低的摩擦系数等。
这些都直接影响机车的正常工作和安全运行。
中科院兰州化学物理研究研制开发出了新型的复合基受电弓滑板。
该所科研人员对滑板材料的配方、工艺、性能、应用等进行了大量深入的研究，采用粉末冶金工艺，主要以铁基材料和铜基材料两种粉末为基础，以某柴固体润滑剂为分散剂研制而成。
该复合基粉末冶金受电弓滑板具有良好的电性能和机械性能，同时又具备优异的耐磨性和自润滑性。
经两年的行车试验考察，证明其使用寿命长，比目前大量使用的同类产品提高一倍，安全可靠。
它对保证机车安全行驶，提高运输效能，节省能源和人力，降低材料消耗等方面都具有重要的意义。
技术指标该成果于1993年6月通过了兰州铁路局等的鉴定。
关键技术指标如下：密度：5.90-6.90克/立方厘米；硬度（布氏硬度）：35-75；抗拉强度：≥130牛顿/平方毫米；冲击韧性：≥3.5牛顿•米/平方厘米；电阻率：<30微欧姆•厘米。
市场前景该电力机车受电弓滑板适用于不同的电网导线（铜导线、钢铝导线）应用前景广阔，市场看好。
该滑板仅兰州铁路局一局使用，滑板生产就增值100万元/年，经济效益显著，综合效益更高。
炭系电力机车受电弓滑板材料的研究进展
炭系电力机车受电弓滑板材料的研究进展
涂川俊;陈振华;陈刚;严红革;夏金童;刘军
【期刊名称】《炭素技术》
【年(卷),期】2007(26)4
【摘要】综述了电力机车受电弓滑板/接触导线的工况特点和主要磨耗形式,比较了不同材质电力机车受电弓滑板的性能特征及在实际应用中存在的问题。
重点阐述了炭系受电弓滑板材料的种类和制备方法。
根据摩擦副的特点,展望了受电弓滑板的发展趋势,并提出准三维纤维编织炭系复合材料是今后滑板材料的主要发展方向。
【总页数】7页(P23-29)
【关键词】受电弓滑板;炭系;复合材料;发展趋势;准三维纤维编织
【作者】涂川俊;陈振华;陈刚;严红革;夏金童;刘军
【作者单位】湖南大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】U264.34;TQ127.11
【相关文献】
1.浅谈电力机车受电弓炭滑板的研究与应用 [J], 梁世林;曲春浴;陈旋
2.电力机车受电弓滑板材料的发展研究 [J], 杨艳
3.从电力机车受电弓滑板标准看滑板材料的发展现状 [J], 陈飞雄; 颜君毅; 王铁军
4.从电力机车受电弓滑板标准看滑板材料的发展现状 [J], 陈飞雄; 颜君毅; 王铁军
5.电力机车受电弓炭滑板 [J], 吴世平
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2 24
粉末冶金技术
2006 年 6 月
损。滑板磨损率与接触表面产生的热有关, 这些热 主要由摩擦力、接触电阻、离线电弧产生[ 6] 。 2 1 机械磨损
机械磨损是滑板在接触网导线上滑动时由于二 者之间发生摩擦或冲击而引起的磨损。摩擦是一种 能量转换过程, 有物理、化学、电化学等复杂现象。 其中包括摩擦副材料及周围介质之间的相互作用, 表层材料的转移等, 摩擦结果导致磨损。在压力作 用下, 相互接触的两物体表面因为摩擦, 接触点产生 瞬时高温, 引起两物体发生粘着, 相互移动时又将被 剪切断开, 使两物体发生滑溜。摩擦就是粘着与剪 断交替进行的跃动式过程。摩擦时粘着点的形成和 破坏导致磨损。摩擦表面有磨粒磨损痕迹, 出现薄 片状磨屑[ 7] , 在磨擦过程中加剧磨损。由于滑板沿 导线高速滑行, 有时速度可达 20~ 50m/ s, 其高温粘 着, 冲击碎裂倾向十分严重, 由此造成的磨损在滑板 总磨损中占有相当比重, 可见提高抗粘着性和机械 强度是减小滑板磨损的有效途径[ 4] 。 2 2 电气磨损
或滑动状态下从接触网获取电能为机车供电, 长期 暴露在自然环境下工作, 且在运行中由于离线等因 素与接触网导线不断产生电的烧蚀、机械磨损, 因此 对其材料性能有着十分苛刻的要求。在接触网既定 的前提下, 滑板一般应满足以 下性能: 良好的导电 性; 抑制离线电弧的产生和抗电弧烧伤性; 良好的减 磨耐磨性; 足够的强度; 对自然环境强的适应性; 小 的电阻率和接触 电阻; 便 于实现轻量化和 标准化, 对接触网导线损伤小, 价格低等[ 3- 5] 。
第 24 卷第 3 期 2006 年 6 月
粉末冶金技术
Powder Metallurgy Technology
Vol 24, No 3 Jun 2006
文献综述 电力机车受电弓滑板的现状*
侯 明* * 孙乐民 李爱娜
( 河南科技大学材料科学与工程学院, 河南洛阳 471003)
摘 要: 概述了影响电力机车受电弓滑板寿命的主要原因, 阐述了国内一些不同材质滑板的特点和应用, 分 析了受电弓滑板的发展趋势, 指出碳基复合材料是今后电力机车滑动集电材料的主要发展方向。 关键词: 电力机车; 受电弓滑板; 综述; 高速受流; 材料
滨工业 大学的 金永平, 郭 斌等 人进行 了有 益的 探 索[ 15] 。日本铁路技术研究所的访问学者 Da Hai H e 等用粉末冶金方法制备了一种新型的碳- 铜复合材 料滑板, 它的导电性和摩擦特性都有很大提高, 具有 自润滑功能, 导电率达到 60% IA CS[ 16] 。 3 7 碳纤维增强碳滑板
粉末冶金滑板分为铜基和铁基两类。 铜基粉末冶金滑板: 机械强度较好, 表面硬度适 中, 滑板和导线的磨耗比较匹配。针对粉末冶金滑 板材质润滑较少、含油较低的 缺点, 北 京粉末冶金 厂、铁道部科学研究院金属与化学研究所相继推出 了机械复合式铜基粉末冶金滑板。这种滑板可随时 提供润滑, 大大地降低了对接触导线的磨耗, 同时其 自身的耐磨性也比较好[ 10] 。 铁基粉末冶金滑板: 铁基滑板目前已得到广泛 应用, 特别是在钢铝导线区段, 运用效果相当好。此 类滑板机械强度较 好, 表面硬 度稍高, 不易出现断 裂、不均匀磨损等现象, 自身含有润滑材料, 能减轻 对导线的磨耗; 但由于其表面硬度远高于铜线硬度, 即使在润滑作用较好的前提下, 对铜导线的磨耗也 是比较大的。不少电力机务段在铜导线区段仍采用 这种滑板, 主要是为避免弓网故障的发生[ 11] 。 3 3 碳滑板 对导线磨耗低, 可延长导线使用寿命, 但机械强 度低, 易出现断裂、掉块, 引发弓网障碍概率大, 使用 寿命短, 适用范围受限制。哈大线和广深线是我国 已投人运营的速度最快的准高速电气化线路。这两 条线路上使用的碳滑板均从德国进口[ 12] 。我国广 深线机车上使用过的由西门子公司制造的整体滑板 和国内生产的整体式滑板, 由碳条和铝托两部分粘 接而成。因为碳条的强度较低, 其主要机械支撑受 力都由铝托承担, 使用寿命达几十万公里。产品中 还带有安全气管, 以确保在碳条发生断裂时受电弓 能自行降落, 从而保护电网。但这类整体式滑板目 前仍然存在高速通过弯道时易挂弓和打弓、碳块断 裂、与铝托粘接质量不稳定、价格偏高等问题[ 13] 。 铝包碳滑板: 重庆西机务段 1993~ 1995 年在川 黔线和成渝线运行试验。该滑板具有受流好、抗冲 击能力较强等优点, 铁路部门认为在铜接触导线, 以 及铜铝接触导线和铜接触导线混架区段, 铝包碳滑 板是一种较理想的滑板[ 10] 。 3 4 浸金属碳滑板
1 前言
随着国民经济发展和交通运输市场竞争加剧, 提高铁路运营速度已成为一个 急待解决的重 要课
题。目前我国的铁路提速是通过修建电气化铁路和 对既有线路的改造实现的。自 1961 年我国第一条 电气化铁路开通后, 经过多年的发展, 有了巨大的进 步, 中国已建成电气化铁路 1 3 万多公里, 电气化铁 路占全国铁路营业里程的 24% , 承担运量占铁路总 运量的 1/ 4 以上。到 2002 年底, 中国电气化铁路建 设里程已经名列世界第三位。预计到 2005 年, 中国 电气化铁路建设里程将达到 2 万公里, 到 2010 年将 达到 2 6 万公里[ 1] 。铁路的电气化和高速化已成为 世界铁路运输发展趋势, 只有实现电气化, 才能实现 铁路运输高速化目标。受电弓滑板是电力机车的关 键部件, 滑板质量的优劣对机车受流状况有重要影 响[ 2] 。受电弓滑板直接与接触网导线接触, 在静止
Abstract: T he main factors affecting the service life of pantog raph slide plates of electric locomotive are reviewed T he character istics and application of some domestic slide plates made of different materials are outlined, and t he dev elopment t rend of the pantograph slide plates is also analyzed. It is po inted out that carbon composites are the main development tr end of the pantogr aph slide plates. Key words: electric locomotive; pantograph slide plate; summarize; current collection at high speed; materi力机车受电弓滑板是一种滑动摩擦 集电材 料, 其种类有纯金属滑板, 粉末冶金滑板, 碳滑板, 浸 金属碳滑板, 复合材料滑板等。 3 1 纯金属滑板
钢、铜等纯金属滑板是我国 20 世纪 60 年代早 期的电力机车受电弓滑板产品。机械强度高, 取材 方便, 使用寿命长, 成本低, 引发弓网事故障碍概率 小, 但对接触导线磨耗大, 特别对铜接触导线磨耗严 重。国内早期电力机车采用, 现限制使用。 3 2 粉末冶金滑板
第 24 卷第 3 期
侯明等: 电力机车受电弓滑板的现状
225
分为整体式和组装式两类, 具有较好的电学性 能, 基本解决了碳滑板机械强度低的问题, 耐磨性能 大为提高, 能根本解决导线磨耗过快的问题; 但抗冲 击力不足, 易出现掉块, 使用过程中需要整形, 价格 过高, 维护成本高, 给机务部门 带来较大的经 济压 力[ 14] 。哈尔滨电碳厂自主开发、研制的浸金属碳滑 板, 已经批量生产, 在广州铁路局、北京铁路局和部 分工矿电气化铁路上应用。对铜接触导线磨耗为粉 末冶金滑板的 1/ 5, 使用寿命达到( 8~ 10) 104km, 经铁科院抽样测试, 静态性能和动态性能均达到铁 道部部颁标准, 被确定为定点生产单位。随着干线 电气化铁路和城市轻轨建设的快速发展及国际市场
受电弓滑板与接触网导线的工作特性在本质上 属于电接触范畴。其磨损情况也突出地表现出电磨 损的特点。滑板与导线因某种原因接触不良或离线 等将产生火花或电弧, 引起电气磨损, 并且会产生小 雨滴状的磨屑[ 7] 。在接触受流 时由于电流通 过引 起温升, 据实际测定, 滑板摩擦面上的温度可达 250 ~ 600 [ 8] , 导致接触表面物理状态发生变化, 如氧 化等, 造成附加机械磨损, 从而加大了总磨损。
104km, 冲击强度为 3 8J/ cm2。上海交通 大学和
宝钢集团开发了一种新型的碳纤维增强碳基复合材 料滑板。该滑板以镀铜石墨粉和镀铜焦碳粉为基体 材料, 短切碳纤维为增强剂, 热固性树脂为粘结剂, 将原料充分混合后, 进行冷压或热压成形。该滑板 材料可根据需要, 通过调整镀铜粉末的铜含量来调 节材料的电阻率。冷压成形后, 还可根据用户使用 要求, 进行浸渍树脂处理和烧结处理, 以进一步提高 材料的致密度和机械性能。用该复合材料制成的滑 板具有优良的摩擦磨损性能、机械性能和导电性能。 但该滑板的生产周期长, 成本高, 如果在降低制造成 本方面有所突破, 将具有广阔的应用前景[ 17] 。
一种制成的硬质金属粉作为碳增强体; 加以铜粉、锡 粉组成的混合料经混合均匀压制成形; 最后采用加 压或常压的方式进行烧结而制成的[ 12] 。制备具有
优良物理、力学性能的碳- 铜复合材料的关键是改 善铜基体与碳增强体的润湿性, 最有效的途径是基 体合金化与碳增强体的表面处理。碳粉表面依次进
行化学镀、电镀铜的方法, 使碳粉粒子具有良好的导 电性, 且可通过控制电镀时间来控制镀层厚度, 使碳 粉在作复合填料方面有了更广泛的应用前景。哈尔
Pantograph slide plates for electric locomotive and their recent development
Hou Ming, Sun Lemin, Li Aina ( Material Science Eng ineering College, Henan University of Science and Technology , L uoyang Henan 471003, China)