例析地铁碳滑板使用状况及消耗规律

例析地铁碳滑板使用状况及消耗规律1受电弓滑板背景知识介绍1.1受电弓滑板的概念受电弓滑板是直接连接受电弓与接触网导线的继电器，在静止或者滑动的状态下，为电力机车从接触导线上获取电力。在使用过程中，滑板直接裸露在自然环境中，并且不停地与接触网导线发生摩擦与冲击，其中有两种磨损形式，分别是机械磨损和电气磨损。因此在选用过程中，要考虑以下性能与参数：导电性、抗电弧烧伤性、建模耐磨性、强度、适应性、电阻率和接触电阻。1.2受电弓滑板发展概况在受电弓滑板的发展过程中，共采用过以下几种继电材料，分别是纯金属滑板、粉末冶金滑板、碳滑板、浸金属碳滑板以及复合材料滑板，其中纯金属滑板虽然寿命长、强度高，但由于对接触导线磨耗大，现已禁止生产。粉末冶金滑板也由于其含油率低对接触网导线严重磨耗而适用范围受限。碳滑板虽然磨耗较小，但机械强度低、耐冲击韧性差，在运用中不断改进，形成了浸金属碳滑板，包括整体式和组装式两种，具有较好的电学性能，并且由于碳基中大量存在的气孔被填满金属，形成实用的凝体，结合了碳材料和金属材料的优点，目前运用最为广泛。2南京地铁受电弓滑板使用状况南京地铁一号线、二号线及南延线电客车受电弓滑板采用的是德国Schunk品牌，并配套使用的是Schunk自主研发制造的碳滑板。属于整体式碳滑板，一条完整的碳滑板由金属和在金属槽内的碳条组成，金属槽能够导出电流以及一个防止振动和扭动的起稳定的面。该碳滑板拥有良好的摩擦系数、最小的受电网磨损、很轻的重量以及很小的环境污染。碳石墨不会融化，有很好的导电性和导热性，有很好的抗火花性能。另外Schunk公司的碳滑板结合了夹紧控制、焊接以及粘结技术。所有的碳滑板以较强的操作可靠性为特征。在使用寿命里，能很好地阻止外部温度以及稳定的性能。有很好的恢复性以及突然事故后的自行恢复能力，可靠的受流器需要在特殊环境条件下工作，因为碳滑条可能在异常电流负荷和长时间的超负荷情况下工作。3南京地铁受电弓滑板消耗现状目前南京地铁一号线运行时间已有7年多，共有电客车20列，总里程为21.72km，二号线运行时间有3年，总里程为37.95km，一号线南延线运行时间有3年，总里程为25.08km，另外与一号线并线运行里程为14.32km，总计39.4公里。三条线全部采用同一型号的碳滑板和接触网导线，当碳滑板本身没有贯穿裂纹时，按照磨耗厚度进行更换，当碳刷条最薄处小于4.5mm时，必须成对更换，每季度历年消耗状况如表1所示。由于一号线开通时间较长，下面主要对一号线进行分析，虽然每季度用量波动较大，但从年用量来看，从2008～2011年，一号线每年更换数量为80、74、80、81，刚好保持在线路安装量80左右，也就是说每年更换一批碳滑板，消耗率较为稳定。平均每年更换一次，碳滑板的初始厚度为22mm，按照一号线电客车平均每年运营10万km来算，平均每万km消耗1.75mm，低于业内同类碳滑板消耗率。但在2012年消耗数量迅速增加，经分析主要有以下三个原因：（1）一号线和南延线车辆在一起维修，按照领用数量统计不准确，合起来一号线和南延线2012年的更换率为26%，而一号线从2008～2011年的更换率为25%，基本持平。（2）从2010～2012年第三季度一号线电客车全部进行大修，大修时更换了一批国产碳滑板，使用寿命较短，导致从2011年下半年到2012年消耗量猛增。（3）南延线开通以来，客流量一直较大，几次更改运营图后列车上线比例加大，年运营公里达到18万km，对碳滑板的消耗量也有很大的影响。4结语作为地铁车辆动力来源的一个重要媒介，碳滑板承担着从受电弓接收电流的作用，如果质量不稳定，将大大影响电客车运营，目前南京地铁采用的Schunk公司碳滑板，消耗率低于业内水平，质量稳定可靠。由于南京地铁开通时间较多，样本量不大，目前难以对季度消耗中突发性大需求进行分析，同时由于缺乏每列车具体的用量数据，将在以后的研究中进一步深入。参考文献[1]蒋灵君.刚性接触