环境湿度对浸金属碳滑板磨损及温升的影响

为探究环境湿度对弓网摩擦副载流滑动过程中电弧放电能量、浸金属碳滑板温升及滑板磨损量的影响,采用环-块式高速载流摩擦磨损试验台,对比不同湿度条件下,电弧能量、滑板温升及滑板磨损量随滑动速度、电流强度、法向力的变化情况。试验结果表明:不同环境湿度下,滑动速度和电流强度的增大均会导致电弧能量及滑板温升急剧增大;电弧热是导致温升的主要热源;增大法向力对于抑制电弧放电、降低滑板温升均有显著效果,而对于滑板磨损量变化的影响,不同湿度情况则截然相反;高湿度环境下接触副附着的水膜改善了接触状况和散热情况,电弧能量及滑板温升都小于低湿度环境;低湿度环境下滑板表面受到更严重的机械摩擦,其表面状态相比高湿度更差;在平均湿度较高的夏季适当增加升弓压力,在平均湿度较低的冬季适当降低列车行驶速度可以减少浸金属碳滑板磨损。

洛阳地铁1号线列车受电弓碳滑板异常磨耗分析与改进研究

[目的]检查发现洛阳地铁1号线自试运营以来存在弓网关系恶劣、正线发生弓网拉弧现象,检查发现受电弓碳滑板上有灼烧点且磨耗严重。为解决受电弓碳滑板异常磨耗问题,须研究弓网异常磨耗原因,并提出解决措施。[方法]重点探讨了弓网技术性能、碳滑板材质、弓网打磨、接触压力、外部气候环境温度及湿度等因素对受电弓和接触网磨耗的影响,探讨了弓网异常磨耗的影响因素和磨耗规律。[结果及结论]研究结果表明,洛阳地铁1号线受电弓碳滑板磨耗为中心偏磨型磨耗,为解决此类磨耗问题,特提出针对性的处理措施和预防建议,包括建立接触网、受电弓的专项台账,借鉴同行对弓网异常磨耗的应对经验,根据弓网磨耗情况优化检修方式,充分运用弓网检测棚等信息化检测设备来提升弓网技术参数的监控和调节效率等。

天津地铁6号线弓网异常磨耗问题研究

地铁运行期间刚性接触网线路往往会产生弓网异常磨耗现象,这给地铁列车的正常运行带来巨大安全隐患。文章针对天津地铁6号线存在的弓网异常磨耗现象,首先对其刚性接触网线路中弓网关系进行研究,提出弓网异常磨耗状态在检修、应用与研究过程中的评价标准;然后以此标准为重点,跟踪分析2021年—2022年冬季期间天津地铁6号线弓网异常磨耗状态随环境湿度的变化情况,分析影响弓网异常磨耗状态的关键因素。研究结果表明:冬季隧道内湿度为引发弓网异常磨耗问题的主要原因,控制隧道湿度在35%~65%区间内,同时优化弓网跟随性、行车模式并定期开展碳滑板、网线维护作业,有利于缓解冬季弓网异常磨耗问题。该研究工作可为解决地铁刚性接触网条件下的弓网异常磨耗问题提供理论参考。

炭系电力机车受电弓滑板材料的研究进展

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。

弓网载流效率及其对碳滑板磨损性能影响的试验研究

目的研究纯碳滑板在高速载流条件下的滑动电接触特性。方法将纯碳受电弓滑板加工成尺寸为120 mm×34.5 mm×25 mm的长方形试样。在环-块式高速载流摩擦磨损试验机上,研究法向压力、滑动速度、电流对弓网载流效率的影响,比较了不同载流效率时碳滑板的磨损形貌。试验过程中实时采集接触副两端的电压、电流以及碳滑板表面温升。每组试验的滑动距离为150 km,试验结束后,用SEM扫描电镜观察碳滑板的表面形貌。结果在电流恒定的情况下,电弧放电能量随着载流效率的增加而降低。在电流I=150A、滑动速度v=150 km/h的条件下,载流效率随着法向压力的增加而增加。在电流I=100 A、法向压力Fn=100N的条件下,载流效率随着滑动速度的增加而减小。在电压U=7 V、滑动速度v=150 km/h的条件下,载流效率随着电流的增加而减小。碳滑板的磨损形貌显示,载流效率较高时,碳滑板以机械磨损为主并伴随着轻微的电弧烧蚀现象;载流效率较低时,碳滑板电弧烧蚀现象非常严重,有明显的烧蚀坑。结论载流效率在一定程度上反映了弓网系统的接触稳定性。载流效率越低,碳滑板磨损越严重。

平均离线距离对弓网电弧特性及碳滑板载流摩擦磨损性能的影响

采用环-块式载流摩擦磨损试验机研究了平均离线距离对弓网电弧特性及碳滑板载流摩擦磨损性能的影响。结果表明:法向载荷越小,滑动速度越大,平均离线距离越大;无电流时,碳滑板的磨损率随离线距离的增大而减小;通电后,碳滑板的磨损率和电弧能量均随平均离线距离的增大呈先增大后减小的趋势;通电后的碳滑板的磨损率远大于无电流时的;平均离线距离很小时,碳滑板的磨损机制主要为氧化磨损、粘着磨损及少量的磨粒磨损;平均离线距离较大时,碳滑板的磨损机制主要为电弧烧蚀和氧化磨损,同时伴有少量的粘着磨损和磨粒磨损。

广州地铁二号线列车受电弓碳滑板异常磨耗分析

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。

城市轨道交通运营后期弓网异常磨耗整改及预防措施

目前,刚性接触网在城市轨道交通中应用较广,其异常磨耗问题大部分出现在运营初期,即新线刚开通阶段或者有延伸线刚开通阶段,一般与设计、施工等因素有关,其解决方向和思路较明确,但小部分出现在运营后期。文章针对沈阳地铁运营后期弓网异常磨耗发展过程,分析和探讨弓网异常磨耗产生的原因,并提出整改及预防措施。

受电弓/接触网载流摩擦的电弧放电和碳滑板温升试验研究

利用高速载流摩擦磨损试验机的环-块试验台,试验研究电滑动过程中电弧放电和纯碳滑板温升的变化,并探讨法向压力、滑动速度和通电电流对弓网间电弧放电能量和纯碳滑板温升的影响。试验结果表明:载流条件下碳滑板最高温升急剧增大,电弧放电热是造成碳滑板温升的主要原因;增大法向压力能很好地抑制电弧放电和纯碳滑板的温升;电流和滑动速度的增大都不同程度地引起电弧放电能量和纯碳滑板最高温升的增加,且纯碳滑板温升与电流大小呈现近似线性关系。

高速受电弓浸金属碳滑板载流摩擦磨损机制研究

高速受电弓滑板面临高滑动速度、高电压、大电流等极限运行环境,运行环境的复杂性势必对滑板的使用寿命造成影响。为研究高速受电弓浸金属碳滑板载流摩擦磨损机制,通过对某高速列车受电弓浸金属碳滑板进行实车跟踪监测分析,得出高速受电弓滑板的真实工作条件,并通过扫面电子显微镜、电子探针、白光干涉仪对高速运行磨损后的浸金属滑板表面进行微观形貌分析、表面元素分布分析、表面粗糙度分析。结果显示:浸金属碳滑板的主要磨损机制为黏着磨损;浸金属碳滑板中间异常光亮的区域主要是由大量碳元素排列组成,且可能是由于滑板在进出站以及车辆段滑动时接触网未设置拉出,造成滑板中间磨耗较其他区域明显异常。磨耗后滑板表面成分分析可以得出,滑板表面氧元素原子占比较高,说明滑板表面发生了一定的氧化还原反应。

广州地铁9号线车辆受电弓碳滑板异常磨耗原因分析及改进措施

目的:针对广州地铁9号线开通运营初期受电弓碳滑板出现较严重拉弧、异常磨耗及崩口等情况,提出了改进措施,以减小对列车运行的影响。方法:从车辆状态和接触网状态两方面排除了碳滑板材质不良及列车振动引起碳滑板异常磨耗的可能性。在此基础上查找出受电弓跳弓点位置,发现受电弓经过膨胀元件时拉弧严重。通过对MVB(多功能车辆总线)速度数据、正线信号对标点公里标及车体数据进行分析,对正线接触网膨胀元件进行了精确定位,发现受电弓在经过膨胀元件时会产生较大的振动,受电弓在膨胀元件处的弓网匹配性较差。进一步与国内同行就碳滑板异常磨耗问题进行交流,以确定受电弓碳滑板异常磨耗原因。结果及结论:膨胀元件结构问题是导致受电弓碳滑板异常磨耗的主要原因。改进措施为:优化膨胀元件辅助线过渡段长度和过渡形式,优化膨胀接头布置,优化列车牵引软件。采取上述改进措施后,弓网关系明显改善,碳滑板的使用寿命大为延长,牵引故障率明显下降,列车的维修成本大大降低。

北京地铁6号线西延线受电弓碳滑板异常磨耗原因及其解决方法

受电弓碳滑板是影响列车安全运行的关键设备。针对北京地铁6号线(以下简称“6号线”)西延线开通后出现的受电弓碳滑板异常磨耗问题,从碳滑板材质特性、接触网拉出值斜率、弓网接触压力等方面分析了可能造成6号线碳滑板出现异常磨耗问题的原因,并针对性地给出了解决碳滑板异常磨耗的有效方法,包括定期打磨和更换碳滑板、选择导电率较低的碳滑板、调整交错式锚段关节处地接触线间距、安装弓网压力检测装置等,使弓网关系的匹配值达到最优,从而达到减少碳滑板异常磨耗的目的。

受电弓及车顶动态检测系统应用分析

对系统的主要功能进行介绍,利用Python语言编译程序对碳滑板厚度数据作可视化处理,发现系统不足之处并提出优化建议。

滑动速度对碳滑板载流摩擦磨损性能的影响

利用高速载流摩擦磨损试验机,以高速铁路受电弓碳滑板为研究对象,探究不同弓网相对滑动速度对碳滑板摩擦磨损性能的影响。结果表明:在给定的试验条件下,碳滑板的磨损率、接触副的电弧放电能量均随着相对滑动速度的增加而增大;碳滑板/接触线配副的载流效率随列车速度的增加而减小;碳滑板磨损表面的烧蚀程度、裂纹的深度及宽度均随列车速度的增加而增加;在碳滑板/接触线高速相对滑动过程中,接触线Cu元素转移到了碳滑板表面。

深圳地铁11号线受电弓碳滑板磨耗率研究

通过对深圳地铁11号线弓网关系的研究,针对运营过程中列车受电弓碳滑板存在异常磨耗等问题,分别从接触网及受电弓设计方面进行优化、改善,通过技术整改使得弓网关系的匹配值达到最优,从而有效降低受电弓碳滑板的磨耗率,保障了运营安全、节约了运营成本。

电力机车碳滑板磨耗规律的研究

随着电气化铁路的快速发展,弓网关系受到越来越多的关注。碳滑板是机车的主要受流部件,它从接触网上集取25kV高压电,然后通过车顶母线传到机车内部变压器,为机车各个部件提供电能。在机车运用过程中,碳滑板同接触网始终是高速动态柔性接触,探究现场环境下碳滑板的磨耗规律,掌握其磨耗特性,可为碳滑板检修工艺和技术文件的制定提供理论支持。

重庆地铁车辆受电弓滑板拉弧烧损情况的分析及解决措施

根据重庆轨道交通1、6号线地铁近年受电弓滑板烧损故障情况,调查分析重庆地铁1、6号线滑板异常故障原因,浅谈改善现状的改进措施。

工况条件下地铁列车受电弓弓头位移可靠性分析

为分析实际运用载荷与运行里程对地铁列车受电弓弓头位移可靠性的影响规律,提出一种基于动力学联合可靠性理论的弓头位移可靠性评估方法。根据实际受电弓结构拓扑关系建立其归算质量模型;基于动力学原理构建外载作用下的弓头动力学方程,在此基础上结合可靠性理论,建立考虑参数不确定性条件下的弓头位移可靠性评估模型;以某线路实际运行受电弓为例,对其开展弓头位移可靠性分析。分析结果表明:弓头位移可靠性指标随运行里程的增加不断降低,且弓网接触力越大,可靠性指标降低幅度更加显著。

郑州地铁1号线弓网异常磨耗原因分析及整改

地铁车辆受电弓与接触网滑动取流过程中会发生正常磨耗,弓网关系异常将导致受电弓碳滑板和接触导线磨耗异常,出现碳滑板表面凹槽、接触导线麻面等,直接影响碳滑板、接触导线的使用寿命。文章通过分析郑州地铁1号线弓网异常磨耗的原因,提出了维修管理建议。

CO_(2)等离子体改性多壁碳纳米管对沥青基炭材料微结构及性能影响

沥青基炭材料制作的碳滑板广泛应用于轨道交通滑动电接触领域,受原料性质和制备工艺影响,滑板内部存在较多裂纹、孔隙等缺陷,制约了其机械、电气综合性能。选用与碳基体有良好相容性的多壁碳纳米管(MWCNTs)作为结构缺陷的调控材料,并对其使用CO_(2)等离子体进行改性,可有效防止和减少炭复合材料制备过程中产生微裂纹。结果表明,添加0.3wt%等离子体改性MWCNTs的炭材料力学性能和导电性能明显提高,抗压强度为112.55 MPa,是原始炭材料的2.4倍,电阻率为41.61μΩ·m,是原始炭材料的0.64倍;CO_(2)等离子体改性可有效去除MWCNTs表面杂质,并使其表面富含多种含氧官能团,有利于碳管的分散以及与沥青的结合,充分发挥MWCNTs高强度、高导电的性能优势,并有效抑制微裂纹的产生。