例析地鐵碳滑板使用狀況及消耗規(guī)律

例析地鐵碳滑板使用狀況及消耗規(guī)律1受電弓滑板背景知識(shí)介紹1.1受電弓滑板的概念受電弓滑板是直接連接受電弓與接觸網(wǎng)導(dǎo)線的繼電器，在靜止或者滑動(dòng)的狀態(tài)下，為電力機(jī)車(chē)從接觸導(dǎo)線上獲取電力。在使用過(guò)程中，滑板直接裸露在自然環(huán)境中，并且不停地與接觸網(wǎng)導(dǎo)線發(fā)生摩擦與沖擊，其中有兩種磨損形式，分別是機(jī)械磨損和電氣磨損。因此在選用過(guò)程中，要考慮以下性能與參數(shù)：導(dǎo)電性、抗電弧燒傷性、建模耐磨性、強(qiáng)度、適應(yīng)性、電阻率和接觸電阻。1.2受電弓滑板發(fā)展概況在受電弓滑板的發(fā)展過(guò)程中，共采用過(guò)以下幾種繼電材料，分別是純金屬滑板、粉末冶金滑板、碳滑板、浸金屬碳滑板以及復(fù)合材料滑板，其中純金屬滑板雖然壽命長(zhǎng)、強(qiáng)度高，但由于對(duì)接觸導(dǎo)線磨耗大，現(xiàn)已禁止生產(chǎn)。粉末冶金滑板也由于其含油率低對(duì)接觸網(wǎng)導(dǎo)線嚴(yán)重磨耗而適用范圍受限。碳滑板雖然磨耗較小，但機(jī)械強(qiáng)度低、耐沖擊韌性差，在運(yùn)用中不斷改進(jìn)，形成了浸金屬碳滑板，包括整體式和組裝式兩種，具有較好的電學(xué)性能，并且由于碳基中大量存在的氣孔被填滿金屬，形成實(shí)用的凝體，結(jié)合了碳材料和金屬材料的優(yōu)點(diǎn)，目前運(yùn)用最為廣泛。2南京地鐵受電弓滑板使用狀況南京地鐵一號(hào)線、二號(hào)線及南延線電客車(chē)受電弓滑板采用的是德國(guó)Schunk品牌，并配套使用的是Schunk自主研發(fā)制造的碳滑板。屬于整體式碳滑板，一條完整的碳滑板由金屬和在金屬槽內(nèi)的碳條組成，金屬槽能夠?qū)С鲭娏饕约耙粋€(gè)防止振動(dòng)和扭動(dòng)的起穩(wěn)定的面。該碳滑板擁有良好的摩擦系數(shù)、最小的受電網(wǎng)磨損、很輕的重量以及很小的環(huán)境污染。碳石墨不會(huì)融化，有很好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，有很好的抗火花性能。另外Schunk公司的碳滑板結(jié)合了夾緊控制、焊接以及粘結(jié)技術(shù)。所有的碳滑板以較強(qiáng)的操作可靠性為特征。在使用壽命里，能很好地阻止外部溫度以及穩(wěn)定的性能。有很好的恢復(fù)性以及突然事故后的自行恢復(fù)能力，可靠的受流器需要在特殊環(huán)境條件下工作，因?yàn)樘蓟瑮l可能在異常電流負(fù)荷和長(zhǎng)時(shí)間的超負(fù)荷情況下工作。3南京地鐵受電弓滑板消耗現(xiàn)狀目前南京地鐵一號(hào)線運(yùn)行時(shí)間已有7年多，共有電客車(chē)20列，總里程為21.72km，二號(hào)線運(yùn)行時(shí)間有3年，總里程為37.95km，一號(hào)線南延線運(yùn)行時(shí)間有3年，總里程為25.08km，另外與一號(hào)線并線運(yùn)行里程為14.32km，總計(jì)39.4公里。三條線全部采用同一型號(hào)的碳滑板和接觸網(wǎng)導(dǎo)線，當(dāng)碳滑板本身沒(méi)有貫穿裂紋時(shí)，按照磨耗厚度進(jìn)行更換，當(dāng)碳刷條最薄處小于4.5mm時(shí)，必須成對(duì)更換，每季度歷年消耗狀況如表1所示。由于一號(hào)線開(kāi)通時(shí)間較長(zhǎng)，下面主要對(duì)一號(hào)線進(jìn)行分析，雖然每季度用量波動(dòng)較大，但從年用量來(lái)看，從2008～2011年，一號(hào)線每年更換數(shù)量為80、74、80、81，剛好保持在線路安裝量80左右，也就是說(shuō)每年更換一批碳滑板，消耗率較為穩(wěn)定。平均每年更換一次，碳滑板的初始厚度為22mm，按照一號(hào)線電客車(chē)平均每年運(yùn)營(yíng)10萬(wàn)km來(lái)算，平均每萬(wàn)km消耗1.75mm，低于業(yè)內(nèi)同類(lèi)碳滑板消耗率。但在2012年消耗數(shù)量迅速增加，經(jīng)分析主要有以下三個(gè)原因：（1）一號(hào)線和南延線車(chē)輛在一起維修，按照領(lǐng)用數(shù)量統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)確，合起來(lái)一號(hào)線和南延線2012年的更換率為26%，而一號(hào)線從2008～2011年的更換率為25%，基本持平。（2）從2010～2012年第三季度一號(hào)線電客車(chē)全部進(jìn)行大修，大修時(shí)更換了一批國(guó)產(chǎn)碳滑板，使用壽命較短，導(dǎo)致從2011年下半年到2012年消耗量猛增。（3）南延線開(kāi)通以來(lái)，客流量一直較大，幾次更改運(yùn)營(yíng)圖后列車(chē)上線比例加大，年運(yùn)營(yíng)公里達(dá)到18萬(wàn)km，對(duì)碳滑板的消耗量也有很大的影響。4結(jié)語(yǔ)作為地鐵車(chē)輛動(dòng)力來(lái)源的一個(gè)重要媒介，碳滑板承擔(dān)著從受電弓接收電流的作用，如果質(zhì)量不穩(wěn)定，將大大影響電客車(chē)運(yùn)營(yíng)，目前南京地鐵采用的Schunk公司碳滑板，消耗率低于業(yè)內(nèi)水平，質(zhì)量穩(wěn)定可靠。由于南京地鐵開(kāi)通時(shí)間較多，樣本量不大，目前難以對(duì)季度消耗中突發(fā)性大需求進(jìn)行分析，同時(shí)由于缺乏每列車(chē)具體的用量數(shù)據(jù)，將在以后的研究中進(jìn)一步深入。參考文獻(xiàn)[1]蔣靈君.剛性接觸