南京地鐵碳滑板使用狀況及消耗規(guī)律研究

佘晶晶

摘要：受電弓滑板作為聯(lián)接受電弓與接觸網(wǎng)導(dǎo)線的繼電器，其性能直接影響到電客車運(yùn)行的動(dòng)力來源。文章分別介紹了受電弓滑板的分類和南京地鐵受電弓滑板的使用狀況，并且對(duì)消耗規(guī)律做了統(tǒng)計(jì)，對(duì)南京地鐵受電弓滑板的使用狀況做了分析。

關(guān)鍵詞：碳滑板；地鐵備件；消耗規(guī)律

中圖分類號(hào)：TF341 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）09-0097-02

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)車從接觸導(dǎo)線上獲取電力。在使用過程中，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)展過程中，共采用過以下幾種繼電材料，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、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)線及南延線電客車受電弓滑板采用的是德國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)線開通時(shí)間較長，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)線電客車平均每年運(yùn)營10萬km來算，平均每萬km消耗1.75mm，低于業(yè)內(nèi)同類碳滑板消耗率。

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)線電客車全部進(jìn)行大修，大修時(shí)更換了一批國產(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）南延線開通以來，客流量一直較大，幾次更改運(yùn)營圖后列車上線比例加大，年運(yùn)營公里達(dá)到18萬km，對(duì)碳滑板的消耗量也有很大的影響。

4 結(jié)語

作為地鐵車輛動(dòng)力來源的一個(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，將大大影響電客車運(yùn)營，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)由于缺乏每列車具體的用量數(shù)據(jù)，將在以后的研究中進(jìn)一步深入。

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（責(zé)任編輯：劉 晶）