地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常分析及对策

地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常分析及对策

李富强

天津中车四方轨道车辆有限公司 天津 300000

摘要：随着城市轨道交通的快速发展，受电弓是受电弓与接触网的连接装置，是车辆与接触网之间的动力传输装置。碳滑板是受电弓与接触网之间传递电能的关键部件，在地铁车辆受电弓的运行过程中，受电弓碳滑板会发生磨耗，进而影响列车的运行性能。本文对地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常进行分析，并提出相应对策，以期提高地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常处理效率。

关键词：地铁；受电弓；碳滑板；磨耗；解决方案

绪论：

地铁车辆的运行稳定性和安全性对于乘客的出行体验和安全至关重要。然而，地铁车辆受电弓碳滑板的磨耗异常问题一直困扰着运营管理者和维修人员，对地铁运营的安全和效率产生了一定的影响。在国内外，关于地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常的研究已经有一定的积累，很多学者主要从材料学、摩擦学等角度进行研究，提出了一些改善磨耗的方法和措施。为了深入分析和解决地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常问题，提高地铁运营的安全性和效率。本文对受电弓碳滑板磨耗异常的原因进行分析，并提出改善措施和对策等。通过本研究的开展，可以深入了解地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常问题的本质和机理，为运营管理者和维修人员提供科学的决策依据，进一步提高地铁运营的安全性和效率，为城市交通的发展做出贡献。

一、地铁车辆受电弓碳滑板磨耗机理

地铁车辆受电弓是在列车运行过程中通过弓头机构与接触网之间的压力差来产生电力，并将电信号传递给车载装置。在列车运行过程中，受电弓的碳滑板和接触线会发生摩擦，从而导致碳滑板发生磨耗。一般情况下，碳滑板与接触网接触时，碳滑板表面会产生磨耗，即摩擦生热，这种现象在列车运行中较为普遍。当摩擦产生的热量超过其表面材料的熔点时，就会在碳滑板表面形成熔池。当温度过高时，碳滑板的材质会发生变形甚至融化，从而影响碳滑板与接触线的接触。

二、地铁车辆受电弓碳滑板异常磨耗的原因排查

地铁车辆受电弓碳滑板异常磨耗是指在列车运行过程中，受电弓在运行中与接触网接触并产生摩擦，引起受电弓及碳滑板表面出现大面积磨耗。受电弓碳滑板磨耗异常表现为接触面积增大，滑板高度变小，且存在一定程度的变形。

地铁车辆受电弓碳滑板异常磨耗发生后，影响地铁列车的正常运行。对列车受电弓碳滑板磨耗异常进行排查分析，首先对车辆运行线路、接触网以及受电弓维护状况进行检查，排查受电弓与接触网、受电弓与接触网是否存在异物。通过研究发现，受电弓碳滑板磨耗异常主要与以下几个因素有关：（1）车辆运行线路的质量：地铁车辆运行线路的平整度和弯曲度，可能会导致受电弓与接触网之间的不正常接触，增加摩擦和磨损。（2）受电弓维护情况：对受电弓的维护情况进行全面检查尤为重要，如果受电弓安装不牢固或者弹簧的弹性不足，可能会导致受电弓与接触网之间的不稳定接触，从而增加磨损。（3）车辆运行工况。地铁车辆的运行工况包括列车的速度、加速度、制动力等。过高的速度或者频繁的加速、制动可能会增加受电弓与接触网之间的摩擦，导致磨损加剧。此外，过重的负荷也可能会增加受电弓的压力，加速磨损[1]。

三、地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常的解决对策

（一）提升接触线材料的质量，增加刚性接触网的弹性

随着城市轨道交通的快速发展，受电弓碳滑板的磨耗问题逐渐成为影响地铁车辆运行性能的重要因素，要想提高受电弓碳滑板磨耗异常处理效率，解决地铁车辆受电弓碳滑板磨耗问题，需要提升接触线材料的质量，增加刚性接触网的弹性，减少受电弓与接触网之间的摩擦和磨损。可以考虑使用高质量的导电材料，如铜合金或银合金，来制作接触线，提高其导电性和耐磨性。同时，增加接触线的弹性，使其能够更好地适应列车的运行工况，减少与受电弓之间的冲击和摩擦，从而降低磨损。

（二）加强受电弓的维护和检修工作

地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常会直接影响地铁的运营，因此必须加强对其的维修管理。其中，可以定期对受电弓进行检查，包括接触面的平整度、弹簧的弹性状态等，及时发现并修复受电弓的问题。同时，加强受电弓的清洁工作，防止灰尘和异物的积聚，影响受电弓与接触网的接触质量[2]。

（三）提高接触网施工、检修技术水平

由于地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常情况的出现，在一定程度上会影响地铁车辆的安全运营，所以必须加强对接触网施工、检修技术的研究，通过加强对接触网施工，从而降低地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常情况的发生几率。由于目前对接触网施工、检修技术的研究尚处于起步阶段，在实际操作过程中，仍存在诸多问题，因此，应加强对接触网施工、检修技术的研究，使其更好地为地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常情况的处理服务。同时，建立接触网施工、检修技术数据库，提高相关技术人员对地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常情况处理效率。

（四）合理控制弓网间的接触力要

一般来说，碳滑板和受电弓的接触力应保持在25KN~35KN之间，具体要根据列车运行速度、列车载重量等参数进行调整。根据不同的运营环境和机车类型，受电弓与碳滑板的接触力也应不一样。比如，受电弓在隧道内运行时，受电弓与碳滑板间的接触力应保持在35KN左右；在地下车站、高架车站等运行环境比较恶劣的情况下，受电弓与碳滑板间的接触力应控制在25KN左右。因此，为保证受电弓与碳滑板间的正常接触，受电弓必须按照设计要求进行试验，并严格按相关规定进行检测和验收。只有符合要求的受电弓才能正常使用，否则将会引起受电弓严重磨损

[3]。

（五）受电弓结构选型及碳滑板选型要合理

受电弓在结构选型时要充分考虑列车运行速度、线路环境、运营条件等因素，采用合适的受电弓结构形式，选择合适的碳滑板材质，以延长碳滑板使用寿命。碳滑板选型时，要充分考虑车辆运营条件。如牵引供电方式为直流牵引，受电弓结构采用内高压系统，则选用高碳滑板材质。同时，受电弓的设计参数要根据牵引供电方式来确定。在列车运行中，受电弓受电弓的质量和刚度对接触压力影响较大。列车运行速度越快，其质量越大；受电弓的刚度越大，接触压力越小。因此，在选择受电弓时要充分考虑列车运行速度、线路环境、运营条件等因素，确保受电弓的质量和刚度满足列车运行要求[4]。

（六）加强运行监控和故障预警系统的建设

在工作中，为了避免因地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常而引发事故，相关部门应加强运行监控和故障预警系统的建设，及时发现受电弓碳滑板磨耗异常的情况。通过安装传感器和监测设备，实时监测受电弓与接触网之间的接触质量和磨损情况，及时预警并采取相应的维修措施，避免异常磨耗对地铁列车的正常运行造成影响。

四、结论

综上所述，地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常是由多种因素引起的，包括接触线材料质量、受电弓维护不当、列车运行工况等。为解决这一问题，应采取综合对策。首先，提升接触线材料质量和刚性接触网的弹性，可减少受电弓与接触网的摩擦和磨损。其次，加强受电弓的维护和管理工作，确保其正常运行。定期检查受电弓的接触面平整度和弹簧弹性状态，及时修复问题。此外，优化列车的运行工况，减少对受电弓的冲击和摩擦。合理控制速度、加速度和制动力，避免过高速度和频繁加速、制动，减少摩擦和磨损。通过以上对策，可以有效解决地铁车辆受电弓碳滑板磨耗异常问题，提高运行稳定性和安全性。

参考文献

[1]李雪香倪海宁.南京河西有轨电车受电弓碳滑板异常磨耗分析[J].交通科技与管理,2022(23):0058-0060.

[2]黄超王安斌何宇高锋.受电弓碳滑板异常磨损与高频振动机理分析[J].铁道标准设计,2021,65(3):149-156,163.

[3]刘宇,徐平.乌鲁木齐地铁1号线弓网异常磨耗研究及解决措施[J].设备管理与维修,2021(20):2.

[4]张政飞.受电弓碳滑板异常磨耗的原因分析与对策[J].郑州铁路职业技术学院学报,2022,34(4):57-59.