載流

源向大電流發(fā)展，載流和散熱成為PCB 設(shè)計(jì)時(shí)主要的考慮方向，BMS 大電流啟動(dòng)電源保護(hù)電路板常態(tài)需承載數(shù)百安倍的持續(xù)電流，瞬時(shí)需承載數(shù)千安倍的峰值電流（持續(xù)數(shù)秒）。現(xiàn)階段，大多數(shù)BMS 的電氣架構(gòu)均采用并聯(lián)多個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管（metal-oxide-semiconductor，MOS）進(jìn)行分流的形式，且每個(gè)MOS管單獨(dú)搭載在厚銅或銅塊上，并通過(guò)外接散熱結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)散熱。此設(shè)計(jì)充分利用了MOS 管的分流作用，但每個(gè)MOS 管在PCB 貼裝后均是獨(dú)立的散熱單體，只有外接

不同受電弓滑板的載流磨損匹配性試驗(yàn)，研究不同速度下的弓網(wǎng)摩擦副的載流磨損匹配性，為更高速度列車(chē)的運(yùn)行提供技術(shù)支撐和理論指導(dǎo)。1 試驗(yàn)1.1 試驗(yàn)設(shè)備高速弓網(wǎng)載流磨損匹配性研究在我國(guó)的500 km/h高速弓網(wǎng)關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行，試驗(yàn)設(shè)備如圖1所示。圖1 高速弓網(wǎng)關(guān)系試驗(yàn)臺(tái)1.2 試驗(yàn)材料和試驗(yàn)參數(shù)試驗(yàn)材料選型依據(jù)我國(guó)現(xiàn)有的接觸線(xiàn)和受電弓滑板的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)TB/T 2809—2017《電氣化鐵路用銅及銅合金接觸線(xiàn)》、TJ/CL 328—2014《動(dòng)車(chē)組碳滑板暫行技術(shù)

網(wǎng)關(guān)系[2]，其載流摩擦副的穩(wěn)定性直接影響高鐵的行車(chē)安全[3-5]。純銅因其高導(dǎo)電性和高電導(dǎo)率，常用作為接觸網(wǎng)材料，但因純銅強(qiáng)度較低、耐磨性較差，影響載流摩擦副的穩(wěn)定。為加強(qiáng)弓網(wǎng)的載流穩(wěn)定性，LIU等[6]通過(guò)對(duì)比Cu、Cu-Cr-Zr、Cu-Mg和Cu-Ag 4種合金接觸線(xiàn)載流摩擦試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)添加合金元素可以提高磨痕表面質(zhì)量和耐磨性，其中Cu-Cr-Zr合金接觸線(xiàn)具有最優(yōu)異綜合的載流摩擦性。然而，通過(guò)添加合金元素，其本質(zhì)是在材料中引入缺陷，這些缺陷顯著增大

；x為被測(cè)點(diǎn)距離載流導(dǎo)線(xiàn)軸心的距離,m；i為被測(cè)電流的大小,A。載流導(dǎo)體產(chǎn)生磁場(chǎng)如圖1所示。圖1 載流導(dǎo)體產(chǎn)生磁場(chǎng)示意多個(gè)TMR元件分布在以載流導(dǎo)體為中心、半徑為r的圓上,元件感應(yīng)面與圓周切線(xiàn)方向一致,如圖2所示,16個(gè)TMR元件形成了一個(gè)陣列式排布方案。第i個(gè)TMR元件在載流導(dǎo)體產(chǎn)生磁場(chǎng)作用下的磁感應(yīng)強(qiáng)度為Bi,因TMR元件輸出電壓V∞B,可得圖2 16-TMR周向陣列式分布示意Vi=K·Bi(4)通過(guò)加法電路設(shè)計(jì),傳感器最終輸出值為各TMR輸出之和,即

濕度下弓網(wǎng)系統(tǒng)的載流摩擦行為，對(duì)改進(jìn)其摩擦學(xué)性能具有重要的意義.大量研究已證實(shí)，濕度會(huì)通過(guò)吸附和化學(xué)反應(yīng)影響接觸狀態(tài)，進(jìn)而影響摩擦副的摩擦學(xué)性能和磨損機(jī)理[3].當(dāng)存在電流時(shí)，對(duì)摩擦行為的影響將變得更加復(fù)雜.近年來(lái)，關(guān)于干濕環(huán)境對(duì)載流磨損影響的研究較多，Shangguan等[4]通過(guò)噴霧的方式對(duì)銅合金在干濕條件下的摩擦磨損進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)水的冷卻和潤(rùn)滑作用使銅的磨損率和摩擦系數(shù)降低.Sun等[5]通過(guò)將純銅浸泡在水中進(jìn)行滾動(dòng)的方式研究了載流摩擦學(xué)行為，指出

規(guī)的機(jī)械磨損外，載流產(chǎn)生的電弧侵蝕會(huì)對(duì)材料產(chǎn)生巨大的破壞作用，同時(shí)在高真空和電流熱的作用條件下，材料原子的相互擴(kuò)散與冷焊黏著問(wèn)題嚴(yán)重.但常規(guī)摩擦試驗(yàn)機(jī)難以實(shí)現(xiàn)在真空載流環(huán)境下的測(cè)試，目前尚缺少對(duì)材料在真空載流特殊摩擦條件下的針對(duì)性研究，對(duì)于材料的設(shè)計(jì)及性能提升方面的指導(dǎo)有限；在性能要求方面，航天材料具有可靠性高、壽命長(zhǎng)、不可維修和無(wú)備份等特點(diǎn)，還需考慮其在真空條件下的潤(rùn)滑性、導(dǎo)電性、在載流過(guò)程中的性能穩(wěn)定性以及在滑動(dòng)接觸過(guò)程中的電噪音等[1-4].因此，大

471023)載流摩擦副是典型的功能摩擦副，用來(lái)實(shí)現(xiàn)固定部件與運(yùn)動(dòng)部件之間能量和信號(hào)的傳輸，被廣泛應(yīng)用于航空航天、海工裝備、高速動(dòng)車(chē)組、火箭發(fā)射整流裝置、電磁軌道炮、工業(yè)發(fā)電機(jī)及電力傳輸?shù)雀叨搜b備領(lǐng)域。目前的載流摩擦研究涵蓋了干摩擦條件、潤(rùn)滑條件以及不同環(huán)境氣氛條件下，不同配副材料在不同接觸形式下(滑動(dòng)和滾動(dòng))的摩擦磨損特性研究。載流摩擦磨損是電接觸系統(tǒng)和摩擦系統(tǒng)相互作用、相互影響的結(jié)果，屬于電接觸學(xué)和摩擦學(xué)的交叉學(xué)科?？萍嫉目焖侔l(fā)展對(duì)載流摩擦的深入研究

的問(wèn)題主要源自于載流部件(本文特指銅質(zhì)插套與銅質(zhì)連接條)發(fā)熱，給載流部件通一定的電流，因載流部件存在電阻，會(huì)發(fā)熱，使得其溫度上升，當(dāng)其溫度上升至材料熔點(diǎn)（熔點(diǎn)：固態(tài)液態(tài)的溫度臨界值）或者相鄰零件的熔點(diǎn)，載流部件或與之相鄰的零件開(kāi)始熔化。根據(jù)熱學(xué)公式：其中：c—比熱容；m—導(dǎo)體質(zhì)量；S—導(dǎo)體橫截面積；I—通電電流；ρ—電阻率；L—導(dǎo)體長(zhǎng)度。由此可知載流部件的熔斷與其自身的材料性質(zhì)和長(zhǎng)度，橫截面積等有關(guān)，除此之外還與通電的電流有關(guān)。根據(jù)實(shí)際反饋發(fā)現(xiàn)相似結(jié)構(gòu)的插

銅材料構(gòu)成的滑動(dòng)載流摩擦副，是電氣化鐵路、電機(jī)、雷達(dá)等高端裝備傳輸電功率的唯一通道[1-3]。載流摩擦副的性能除了受載荷、電流和滑動(dòng)速度的影響外，還受到溫度、相對(duì)濕度和氣氛等環(huán)境條件的影響[4-7]。文獻(xiàn)[8]研究了相對(duì)濕度對(duì)純銅滾動(dòng)載流摩擦性能的影響，相對(duì)濕度的增加導(dǎo)致摩擦因數(shù)和表面氧化程度增大，表面損傷形式從黏著、磨粒磨損轉(zhuǎn)變?yōu)槠谀p。文獻(xiàn)[9]研究了相對(duì)濕度對(duì)碳刷磨損率的影響，在50%相對(duì)濕度時(shí)，接觸表面的氧化層可作為潤(rùn)滑劑使碳刷的磨損率減小，而較

.3 5%HCL載流液（V/V）量取50 mL濃鹽酸（優(yōu)級(jí)純），用去離子水定容至1 000 mL（酸的純度達(dá)不到要求時(shí)可適當(dāng)降低其濃度）。2.2.4 5%HNO3載流液（V/V）量取50 mL濃硝酸（優(yōu)級(jí)純），用去離子水定容至1 000 mL。2.2.5 5%硫脲+5%抗壞血酸混合溶液稱(chēng)取硫脲、抗壞血酸各5 g溶于100 mL去離子水中，現(xiàn)配現(xiàn)用。2.2.6 砷標(biāo)準(zhǔn)使用溶液（10 μg/L）吸取1 mL濃度為1 000 mg/L的砷標(biāo)準(zhǔn)溶液于100 mL容

l2O3復(fù)合材料載流摩擦磨損行為林煥然a，國(guó)秀花a,b,c，宋克興a,b,c，蘇娟華a,b,c，李韶林a,b,c，馮江a（河南科技大學(xué) a.材料科學(xué)與工程學(xué)院 b.河南省有色金屬材料科學(xué)與加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 c.有色金屬新材料與先進(jìn)加工技術(shù)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心，河南 洛陽(yáng) 471023）研究相同載流條件下納米Al2O3顆粒、微米WC顆粒和SiC晶須對(duì)(WC+SiCw)/Cu-Al2O3復(fù)合材料表面摩擦磨損性能的影響。采用粉末冶金法和內(nèi)氧化法相結(jié)合的方式，制

線(xiàn)溫升的關(guān)系2 載流對(duì)龍宮變電所軟母線(xiàn)與線(xiàn)夾的影響2.1 鋼芯鋁絞線(xiàn)載流量校正計(jì)算軒崗鎮(zhèn)平均海拔1752 m，裸導(dǎo)體載流能力在不同海拔及溫度下的校正系數(shù)見(jiàn)表3：環(huán)境溫度30 ℃時(shí)，龍宮變電所內(nèi)鋼芯鋁絞線(xiàn)校正系數(shù)為0.919，而240/30 鋼芯鋁絞線(xiàn)25 ℃的標(biāo)準(zhǔn)載流量是610 A。表3 裸導(dǎo)體載流能力在不同海拔及溫度下的校正系數(shù)鋼芯鋁絞線(xiàn)的允許電流可利用下式計(jì)算：其中，I1為當(dāng)前溫度下導(dǎo)線(xiàn)的允許電流值；I2為標(biāo)準(zhǔn)溫度下導(dǎo)線(xiàn)的允許電流值；Kt為允許電流的溫

多學(xué)者針對(duì)材料的載流摩擦磨損行為開(kāi)展了相關(guān)研究: Yasar等[6]研究了接觸壓降對(duì)銅-石墨復(fù)合材料載流摩擦行為的影響, 發(fā)現(xiàn)摩擦力隨接觸壓力呈“U”型變化;沈向前等[7]認(rèn)為載流摩擦過(guò)程中產(chǎn)生的電弧熱是表面局部溫度升高的原因, 破壞了接觸表面的潤(rùn)滑膜, 進(jìn)而提高了摩擦力; 王一帆[8]分析了Cu/QCr0.5的磨損率與電流密度的關(guān)系, 當(dāng)電流密度持續(xù)增大時(shí), 界面表面的粗糙程度會(huì)顯著提高, 加劇了材料的磨損. 這些研究說(shuō)明了材料的載流摩擦受到力、電和熱等

是一種較為理想的載流摩擦材料，廣泛應(yīng)用在軌道交通、電力電子和自動(dòng)控制等工業(yè)領(lǐng)域[1-3]。銅-石墨復(fù)合材料的服役性能受到材料特性、服役工況和環(huán)境氣氛等多重因素的影響[4-7]。相對(duì)滑動(dòng)速度作為載流摩擦副的關(guān)鍵服役條件之一，對(duì)服役性能有重要影響。文獻(xiàn)[8-9]的研究表明：隨著相對(duì)滑動(dòng)速度的提高，載流摩擦副的摩擦因數(shù)變化較復(fù)雜，材料磨損率不斷增大，載流質(zhì)量惡化。相關(guān)機(jī)理研究認(rèn)為，磨損面上存在機(jī)械磨損和電弧侵蝕[10-12]，但僅僅停留在定性研究層面，且對(duì)摩擦面

而在上述方法中，載流導(dǎo)線(xiàn)須與圓形陣列平面保持垂直，且導(dǎo)線(xiàn)須被固定在圓形陣列的圓心。這些限制條件在工業(yè)應(yīng)用中有許多不便之處，特別是在電力測(cè)量方面。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，當(dāng)傳感器被安裝在PCB制成的圓形陣列時(shí)，均值法能夠補(bǔ)償因位置變化導(dǎo)致的測(cè)量誤差，補(bǔ)償效果取決于圓形陣列與載流導(dǎo)體的尺寸和位置信息。因此，本文的研究重點(diǎn)是基于圓形陣列均值法，關(guān)注圓形陣列與載流導(dǎo)線(xiàn)的位置關(guān)系，通過(guò)位置關(guān)系來(lái)評(píng)估載流導(dǎo)線(xiàn)的尺寸與圓形陣列的尺寸對(duì)測(cè)量誤差的影響，在此基礎(chǔ)上研究傳感器數(shù)量(圖1)對(duì)

力.那么矩形截面載流導(dǎo)體間的安培力與截面尺寸有何關(guān)系？截面尺寸一定時(shí)，與放置方向有無(wú)關(guān)系？與同面積同電流的圓截面導(dǎo)線(xiàn)的安培力有多大的差異？要回答此些問(wèn)題，就要從導(dǎo)體周?chē)拇艌?chǎng)的分布開(kāi)始研究.關(guān)于截面形狀不同的無(wú)限長(zhǎng)載流導(dǎo)體磁場(chǎng)研究，文獻(xiàn)[1-3]討論了無(wú)限長(zhǎng)載流圓柱面和圓柱體產(chǎn)生的磁場(chǎng)，文獻(xiàn)[4]討論了無(wú)限長(zhǎng)截面為矩形和三角形的載流導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)，但都缺乏磁感線(xiàn)分布的直觀圖像以及對(duì)不同截面平行載流雙導(dǎo)體間安培力的分析.文獻(xiàn)[5]雖有討論截面為矩形的載流導(dǎo)體

330013）載流摩擦磨損是指兩個(gè)摩擦副在電場(chǎng)中進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)， 伴隨有電流通過(guò)的一種摩擦磨損行為， 廣泛存在于電力傳輸系統(tǒng)、 現(xiàn)代鐵路交通系統(tǒng)、工業(yè)發(fā)電機(jī)、電磁軌道炮等領(lǐng)域[1-2]。 弓網(wǎng)系統(tǒng)（見(jiàn)圖1）工作時(shí)，受電弓需要從接觸網(wǎng)獲取穩(wěn)定的電能， 它們之間的電接觸是一種典型的載流摩擦學(xué)行為，是弓網(wǎng)間實(shí)現(xiàn)優(yōu)異載流質(zhì)量，即穩(wěn)定電信號(hào)傳輸?shù)年P(guān)鍵[3]。 有必要系統(tǒng)、深入地研究弓網(wǎng)系統(tǒng)的載流摩擦磨損性能及其電弧燒蝕磨損行為，對(duì)促進(jìn)我國(guó)高速鐵路的發(fā)展具有十分重要

器具）條的“支撐載流連接件的絕緣材料，以及這些連接件3 mm距離內(nèi)的絕緣材料部件”[1]這句話(huà)進(jìn)行分析解讀。結(jié)合IEC 60335-1:2020 標(biāo)準(zhǔn)和兩個(gè)具體案例對(duì)以下幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討：標(biāo)準(zhǔn)意義的絕緣材料部件該如何判定？在何種情況下即要對(duì)部件進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn)（GB/T 5169.11）又要對(duì)部件的材料進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn)（GB/T 5169.12）？當(dāng)“3 mm 距離”內(nèi)有多種絕緣材料時(shí)，該如何進(jìn)行灼熱絲試驗(yàn)？1 對(duì)“支撐載流連接件的絕緣材料”的定義CTL DS

市軌道交通第三軌載流系統(tǒng)中，為了兼顧接觸網(wǎng)載流系統(tǒng)耐磨性和載流問(wèn)題，采用了鋼鋁復(fù) 合導(dǎo)電軌，其主要結(jié)構(gòu)形式如圖2所示。這種鋼鋁復(fù)合導(dǎo)電軌是將不銹鋼帶與鋁匯流排固定在一起。圖2 第三軌鋼鋁復(fù)合導(dǎo)電軌結(jié)構(gòu)形式2 新型復(fù)合導(dǎo)電軌結(jié)構(gòu)形式確定目前，剛性架空接觸網(wǎng)載流系統(tǒng)是由銅接觸線(xiàn)、Π型鋁匯流排[2]組成，載流截面積分別為150和2 213 mm2，折合成鋁當(dāng)量截面積約為2 498 mm2，Π型鋁匯流排結(jié)構(gòu)尺寸如圖3（a）所示。如采用新型復(fù)合導(dǎo)電軌，其鋁載流截面需

(3)常用無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn)體系說(shuō)明安培環(huán)路定理在磁感應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算中的應(yīng)用.如圖1所示，無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn)是柱對(duì)稱(chēng)的，其磁感應(yīng)強(qiáng)度的分布也應(yīng)該是柱對(duì)稱(chēng)的.以無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn)為軸的圓柱面上，各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，且磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與該點(diǎn)處圓柱面的水平切線(xiàn)平行.選擇以直導(dǎo)線(xiàn)為軸的圓作為回路，回路的正方向由電流方向的右手螺旋關(guān)系確定.無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn)中的電流為I，回路上各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小都為B，且磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向與該點(diǎn)的回路方向相同.回路的半徑為R，有效長(zhǎng)度

。1 單根無(wú)限長(zhǎng)載流直導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng)分布直接使用streamline命令繪制磁力線(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)磁力線(xiàn)會(huì)變粗，靠近導(dǎo)線(xiàn)的地方，磁力線(xiàn)會(huì)混疊在一起，如圖1(c)所示。這是因?yàn)镸atlab執(zhí)行streamline命令時(shí)，會(huì)從指定的起點(diǎn)開(kāi)始，不停的繪制磁力線(xiàn)，直到碰到繪圖區(qū)域的邊界或者繪制的點(diǎn)(磁力線(xiàn)是由很多點(diǎn)連接而成的曲線(xiàn))的數(shù)量達(dá)到預(yù)設(shè)的數(shù)值為止。圖1(C)中的任意一條磁力線(xiàn)，在streamline命令執(zhí)行過(guò)程中，磁力線(xiàn)從起點(diǎn)(n(n+1)a/2,0)開(kāi)始，繞行一周

方銅導(dǎo)線(xiàn)允許長(zhǎng)期載流:6A—8A；（2）1.5 平方銅導(dǎo)線(xiàn)允許長(zhǎng)期載流:8A—15A（3）2.5 平方銅導(dǎo)線(xiàn)允許長(zhǎng)期載流:16A—25A（4）4 平方銅導(dǎo)線(xiàn)允許長(zhǎng)期載流:25A—32A（5）6 平方銅導(dǎo)線(xiàn)允許長(zhǎng)期載流:32A—40A（6）10 平方銅導(dǎo)線(xiàn)允許長(zhǎng)期載流：60A—70A以上對(duì)應(yīng)的載流量是家裝的參考數(shù)值，導(dǎo)線(xiàn)越長(zhǎng)載流能力越低，當(dāng)然還有溫度，敷設(shè)方式，安裝環(huán)境等也會(huì)影響載流的數(shù)值。根據(jù)理論公式：P=UI，計(jì)算如下：（1）1 平方銅導(dǎo)線(xiàn)能帶1.8kW

大功率電傳輸中的載流/摩擦共性技術(shù)”學(xué)術(shù)研討會(huì)在洛陽(yáng)舉行。本次會(huì)議由中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)摩擦學(xué)分會(huì)、中國(guó)宇航學(xué)會(huì)空間太陽(yáng)能電站專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主辦，河南科技大摩擦學(xué)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)空間技術(shù)研究院錢(qián)學(xué)森實(shí)驗(yàn)室承辦。河南科技大學(xué)副校長(zhǎng)宋克興教授、中國(guó)宇航學(xué)會(huì)空間太陽(yáng)能電站專(zhuān)業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)王立研究員、中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)摩擦學(xué)分會(huì)副理事長(zhǎng)姚萍屏教授分別代表承辦方和主辦方致辭，中科院蘭州化學(xué)物理研究所劉維民院士出席并發(fā)言。本次會(huì)議由河南科技大學(xué)張永振教授和航天五院錢(qián)學(xué)森實(shí)驗(yàn)室王立研

擦磨損試驗(yàn)機(jī)，對(duì)載流工況下納米Cu潤(rùn)滑油的摩擦學(xué)性能和其內(nèi)在機(jī)制進(jìn)行了研究。1 試驗(yàn)材料和方法1.1 材料與儀器基礎(chǔ)油，150SN非極性石蠟基基礎(chǔ)油，深圳市潤(rùn)滑油工業(yè)公司生產(chǎn)。油酸、水合肼、無(wú)水乙醇、Cu(AC)2，均為分析純，市購(gòu)。摩擦試驗(yàn)鋼球?yàn)镚Cr15標(biāo)準(zhǔn)鋼球，直徑12.7 mm，硬度HRC58～62，中國(guó)石油化工科學(xué)院提供。摩擦試驗(yàn)機(jī)基于濟(jì)南舜茂試驗(yàn)儀器有限公司的MMW-1型四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行改裝。其他儀器如表1所示。表1 試驗(yàn)儀器設(shè)備1.2

而對(duì)于測(cè)定時(shí)所用載流液的研究關(guān)注較少。在多數(shù)的研究工作中，AFS法測(cè)定多采用5%的稀鹽酸[11-13]或者稀硝酸[14-15]作為載流，以克服管路上的記憶效應(yīng)，試液消耗量較大。本法針對(duì)AFS法測(cè)定土壤As、Hg時(shí)用作載流的介質(zhì)進(jìn)行研究，改變傳統(tǒng)以稀酸為載流的方式，選擇用去離子水作載流，詳細(xì)研究以水為載流后的記憶效應(yīng)情況，考察其可行性。同時(shí)優(yōu)化As、Hg同時(shí)測(cè)定時(shí)所需的鹽酸濃度、硼氫化鉀濃度等條件，建立以水為載流在同一份試液中AFS法同時(shí)快速測(cè)定土壤中As、

難，目前有關(guān)弓網(wǎng)載流摩擦磨損的研究基本均在載流摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行[6-10]。通過(guò)開(kāi)展受電弓滑板/接觸線(xiàn)的載流摩擦磨損試驗(yàn)，可獲取摩擦系數(shù)、磨損率、載流效率等諸多參數(shù)的變化規(guī)律，結(jié)合磨損表面的微觀形貌分析、EDS 分析等手段，有助于揭示受電弓滑板磨損機(jī)理，為研制新型受電弓滑板材料提供有益借鑒[11-13]。本文以我國(guó)高速鐵路普遍采用的純碳滑板受電弓為研究對(duì)象，利用環(huán)-塊式高速載流摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，研究列車(chē)速度在160～350 km/h 區(qū)間時(shí)，速度變化對(duì)受

3)0 引言滑動(dòng)載流摩擦廣泛應(yīng)用于航空航天、電子電力、軌道交通、機(jī)械制造生產(chǎn)等多個(gè)領(lǐng)域[1-4]。伴生電弧難以避免，對(duì)載流摩擦副的危害極大[5]。隨著科技的發(fā)展，滑動(dòng)載流摩擦副服役條件越發(fā)苛刻[6]，如鐵路弓網(wǎng)系統(tǒng)傳輸?shù)碾娏鲝?00 A提高到1 000 A，還在向更高電流發(fā)展；相對(duì)滑動(dòng)速度從100 km/h提高到350 km/h，正在向400 km/h發(fā)展。伴生電弧的危害越來(lái)越嚴(yán)重，同時(shí)，工程技術(shù)(如材料性能、壽命要求等)對(duì)載流摩擦副的載流摩擦性能及可靠性

55)引言接觸網(wǎng)載流量是電氣化鐵路接觸網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)，也是決定牽引供電系統(tǒng)供電能力的主要控制因素，接觸網(wǎng)各導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)材以及導(dǎo)線(xiàn)截面由供電專(zhuān)業(yè)確定，因此接觸網(wǎng)的載流量計(jì)算不僅是接觸網(wǎng)各導(dǎo)線(xiàn)選型的重要基礎(chǔ)，也是影響牽引供電方案設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[1]。我國(guó)高速鐵路和重載鐵路的快速發(fā)展使得列車(chē)牽引功率進(jìn)一步提高，牽引供電系統(tǒng)的負(fù)荷電流成倍增大，因此對(duì)接觸網(wǎng)的載流能力提出了更高的要求。從目前的牽引供電設(shè)計(jì)來(lái)看，通常是先根據(jù)供電方案計(jì)算供電臂電流，然后再依據(jù)供電計(jì)算結(jié)果

4)1 引言對(duì)于載流圓線(xiàn)圈和長(zhǎng)直載流螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)，無(wú)論是數(shù)學(xué)推導(dǎo)[1，2]、還是模擬仿真[3，4]，在教科書(shū)和文獻(xiàn)中已經(jīng)有了詳盡的介紹和描述．然而關(guān)于載流螺線(xiàn)環(huán)磁場(chǎng)的分析卻比較少見(jiàn)[5]，既缺少對(duì)載流螺線(xiàn)環(huán)磁場(chǎng)的數(shù)學(xué)分析，也缺少對(duì)螺線(xiàn)環(huán)磁場(chǎng)的仿真計(jì)算．本文基于載流圓線(xiàn)圈的磁場(chǎng)，分別利用畢奧-薩伐爾定律和磁矢勢(shì)計(jì)算了不同密繞程度下載流螺線(xiàn)環(huán)的磁場(chǎng)分布，并利用MATLAB對(duì)載流螺線(xiàn)環(huán)的磁場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值仿真，揭示了磁場(chǎng)隨距離、方位角度以及密繞程度的變化特征．2 計(jì)

健寧，孫晶華測(cè)量載流導(dǎo)體磁場(chǎng)的新方法余劍敏1,2，鐘健松1,2，孫光厚1,2，魏健寧1,2，孫晶華3（1. 九江學(xué)院 理學(xué)院，江西 九江 332005；2. 江西省微結(jié)構(gòu)功能材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江西九江 332005；3. 哈爾濱工程大學(xué) 理學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001）介紹了一種測(cè)量載流導(dǎo)體磁場(chǎng)的新方法。該方法利用新型弱磁傳感器，直接給出磁場(chǎng)值，克服了現(xiàn)在不能測(cè)量載流直導(dǎo)體的磁場(chǎng)和只能采用間接方法測(cè)量導(dǎo)體圓環(huán)磁場(chǎng)的不足。給出了實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法和載流圓

運(yùn)動(dòng)3 過(guò)渡問(wèn)題載流導(dǎo)線(xiàn)中有恒定電流，載流導(dǎo)線(xiàn)外有平行導(dǎo)線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的一個(gè)電子，電子的運(yùn)動(dòng)速度和導(dǎo)線(xiàn)中定向運(yùn)動(dòng)的電子的運(yùn)動(dòng)速度相同.從載流導(dǎo)線(xiàn)看，載流導(dǎo)線(xiàn)外部有磁場(chǎng)，磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷有磁場(chǎng)力，導(dǎo)線(xiàn)外電子受磁場(chǎng)力作用會(huì)靠近導(dǎo)線(xiàn).從導(dǎo)線(xiàn)外的電子看，導(dǎo)線(xiàn)外的電子靜止，載流導(dǎo)線(xiàn)中電子靜止，載流導(dǎo)線(xiàn)中正電荷定向運(yùn)動(dòng)，載流導(dǎo)線(xiàn)還是有電流的，載流導(dǎo)線(xiàn)外部有磁場(chǎng)，但是磁場(chǎng)對(duì)靜止電子沒(méi)有磁場(chǎng)力，如何解釋電子會(huì)靠近導(dǎo)線(xiàn)？圖3 載流導(dǎo)線(xiàn)和運(yùn)動(dòng)的電子4 過(guò)渡問(wèn)題的解釋載流導(dǎo)線(xiàn)可看成負(fù)電荷

保護(hù)氣體，N2為載流氣體，如何將SF6和N2凈化過(guò)濾及調(diào)整百分比是本次設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。目前鎂合金生產(chǎn)工藝一般采用載流氣體（N2或者干燥空氣）與SF6混合后作為保護(hù)氣體通入鎂合金熔煉爐的方法，SF6是一種無(wú)色無(wú)嗅無(wú)毒、化學(xué)惰性很強(qiáng)的氣體，連同空氣一起作用于鎂合金熔體表面，會(huì)在鎂合金熔體表面形成致密的MgF2·MgO復(fù)合膜，MgF2具有金屬色澤、致密度系數(shù)大，可以隔絕氧氣，有效阻止鎂合金的進(jìn)一步氧化，降低燃燒的風(fēng)險(xiǎn)，但MgF2維持時(shí)間不長(zhǎng)，所以混合氣體需要不斷供給

磁場(chǎng)當(dāng)中，磁場(chǎng)對(duì)載流導(dǎo)線(xiàn)的作用力在物理學(xué)中稱(chēng)作安培力.《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》(2017年版)對(duì)于通電導(dǎo)線(xiàn)在磁場(chǎng)中所受安培力的教學(xué)要求：學(xué)生需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)安培力，能判斷安培力的方向，會(huì)計(jì)算安培力的大小，了解安培力在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用[1].現(xiàn)行人教版高中物理教科書(shū)采用的實(shí)驗(yàn)儀器裝置是將導(dǎo)體棒串聯(lián)在電路當(dāng)中，采取懸掛的方式使之置于U型磁鐵的兩個(gè)磁極之間,如圖1所示[2],接通電路，通電導(dǎo)體棒將會(huì)受力擺動(dòng)，但是，該實(shí)驗(yàn)只能觀察到導(dǎo)體棒所受到的安培力的方向，無(wú)法

流元產(chǎn)生，通過(guò)對(duì)載流導(dǎo)線(xiàn)的電流元進(jìn)行積分可以得到空間中相應(yīng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布.對(duì)于具有對(duì)稱(chēng)性的載流體如圓電流和載流螺線(xiàn)管，某些特殊位置如其對(duì)稱(chēng)軸上的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向可以利用初等函數(shù)的積分以及對(duì)稱(chēng)性分析得到.但對(duì)于整個(gè)空間中的磁場(chǎng)分布不能僅用初等函數(shù)進(jìn)行計(jì)算和分析.根據(jù)磁矢勢(shì)與磁感應(yīng)強(qiáng)度之間的關(guān)系B=×A,利用完全橢圓積分函數(shù)可以對(duì)整個(gè)空間中的磁場(chǎng)分布進(jìn)行計(jì)算和分析.基于這種方法，參考文獻(xiàn)[1-6] 對(duì)圓電流周?chē)拇艌?chǎng)分布進(jìn)行了詳細(xì)的分析，參考文獻(xiàn)[7-

以給出任意形狀的載流導(dǎo)線(xiàn)在空間產(chǎn)生的磁場(chǎng)．但是，在實(shí)際計(jì)算過(guò)程中，如果載流導(dǎo)線(xiàn)的形狀不規(guī)則，一般情況下無(wú)法給出磁感應(yīng)強(qiáng)度的解析形式，此時(shí)可以利用數(shù)值計(jì)算方法來(lái)求解載流導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng)．MATLAB是進(jìn)行數(shù)值計(jì)算的強(qiáng)大工具，將其應(yīng)用于物理教學(xué)過(guò)程中，不僅能夠提升教學(xué)效果，還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，并且提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力．本文利用MATLAB數(shù)值計(jì)算，對(duì)載流圓線(xiàn)圈的磁場(chǎng)進(jìn)行求解．1 載流圓線(xiàn)圈的磁場(chǎng)如圖1所示，半徑為R，通有逆時(shí)針?lè)较螂娏鱅的圓線(xiàn)圈處于

03)0 引 言載流摩擦副是在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中傳遞電能的摩擦副，如為電力機(jī)車(chē)提供電能的受電弓滑板和接觸網(wǎng)導(dǎo)線(xiàn)、電動(dòng)機(jī)中的碳刷和金屬滑環(huán)以及高低壓開(kāi)關(guān)等。載流摩擦副的摩擦磨損性能直接影響著其使用壽命和電能傳遞的可靠性[1-3]。由于電流的導(dǎo)入，載流摩擦副的摩擦磨損行為具有特殊性，在高速重載條件下，其摩擦磨損性能會(huì)急劇惡化[4-8]。研究發(fā)現(xiàn)，載流摩擦副因運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)而脫離或閉合時(shí)產(chǎn)生的載流電弧是導(dǎo)致其性能惡化的主要原因。在日本和德國(guó)，學(xué)者們希望通過(guò)先進(jìn)制造和裝配技術(shù)

1023)極性對(duì)載流電弧演化及其燒蝕的影響宋聯(lián)美1,3，張永振1,2，上官寶2，楊正海2(1.機(jī)械科學(xué)研究總院 武漢材料保護(hù)研究所特種表面保護(hù)材料及應(yīng)用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430030；2.河南科技大學(xué) 高端軸承摩擦學(xué)技術(shù)與應(yīng)用國(guó)家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽(yáng) 471023；3.洛陽(yáng)理工學(xué)院 材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南 洛陽(yáng) 471023)在自制的載流電弧試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了極性對(duì)載流電弧的演化過(guò)程和燒蝕影響試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)鎢探針為陽(yáng)極、銅試樣為陰

00）對(duì)永磁鐵、載流圓線(xiàn)圈、有限長(zhǎng)載流導(dǎo)線(xiàn)三種可能用于潛艇誘餌磁學(xué)特性模擬的方案進(jìn)行了理論分析對(duì)比，最終確定有限長(zhǎng)載流導(dǎo)線(xiàn)為最佳方案。在東營(yíng)海灘實(shí)地布設(shè)了100 m長(zhǎng)的載流導(dǎo)線(xiàn)作為磁異常模擬器，并采用動(dòng)力三角翼飛機(jī)搭載磁探儀對(duì)其開(kāi)展了試飛驗(yàn)證。記錄的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)日變校正、地磁背景場(chǎng)匹配后，在200 m高度某條測(cè)線(xiàn)的總場(chǎng)異常大小為2.6 nT，與理論仿真結(jié)果接近，與中型船舶在相同高度產(chǎn)生的總場(chǎng)異常大小相當(dāng)，證明采用有限長(zhǎng)載流導(dǎo)線(xiàn)作為潛艇磁異常模擬器是可行的，為潛

65)縱向磁場(chǎng)中載流單層碳納米管的振動(dòng)與失穩(wěn)李 明，周攀峰，鄭華升(武漢科技大學(xué)冶金工業(yè)過(guò)程系統(tǒng)科學(xué)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢，430065)以非局部彈性理論為基礎(chǔ)，采用Euler-Bernoulli梁模型，并考慮納米管管形區(qū)域內(nèi)滑移邊界條件以及小尺度效應(yīng)，研究了縱向磁場(chǎng)中單層載流碳納米管的振動(dòng)與失穩(wěn)問(wèn)題。根據(jù)哈密頓原理獲得碳納米管的橫向振動(dòng)方程和邊界條件。應(yīng)用微分變換法(DTM)對(duì)此高階偏微分方程進(jìn)行求解，通過(guò)數(shù)值計(jì)算分析磁場(chǎng)強(qiáng)度、小尺度參數(shù)和Knud

atlab的矩形載流線(xiàn)框磁場(chǎng)分布特征的仿真分析汪可馨(蘭州理工大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730050)為了研究矩形載流線(xiàn)框的空間磁場(chǎng)分布特征，本文運(yùn)用畢奧-薩伐爾定律和磁場(chǎng)疊加原理推導(dǎo)出空間某點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度的計(jì)算公式，再利用Matlab軟件編制程序，通過(guò)循環(huán)求和實(shí)現(xiàn)磁場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算.在此基礎(chǔ)上，以單匝矩形載流線(xiàn)框?yàn)閷?duì)象，數(shù)值計(jì)算了其空間磁場(chǎng)分布，繪出了多種條件下磁場(chǎng)的分布圖像，進(jìn)而通過(guò)對(duì)比分析得到了磁場(chǎng)的空間分布特征，并進(jìn)一步對(duì)平行放置的兩個(gè)矩形載

3）銅包鋁母線(xiàn)的載流性能研究蔡西川， 顧榮榮 （上海電纜研究所，上海200093）試驗(yàn)研究了不同銅層體積比的銅包鋁母線(xiàn)的穩(wěn)態(tài)載流量。研究結(jié)果表明，當(dāng)銅層體積比由零增大至20%左右時(shí)，銅包鋁母線(xiàn)的穩(wěn)態(tài)載流量顯著增大；銅層體積比繼續(xù)增大時(shí)，銅包鋁母線(xiàn)的穩(wěn)態(tài)載流量緩慢增大。銅包鋁母線(xiàn)的穩(wěn)態(tài)載流量隨母線(xiàn)寬度和厚度的增加而增大，其變化為線(xiàn)性的。寬厚比大的銅包鋁母線(xiàn)因其具有較大的散熱表面而表現(xiàn)出更大的載流能力。銅包鋁母線(xiàn)；載流性能；銅層體積比；寬厚比0　引言銅包鋁母線(xiàn)

）換流站閥廳金具載流能力試驗(yàn)方法分析王慧萍 秦海波 方伊莉（中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)南京線(xiàn)路器材有限公司，南京 211500）本文提出在換流站閥廳金具載流能力考核中引入絕對(duì)溫升試驗(yàn)，以期為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供借鑒。換流站 閥廳金屬 絕對(duì)溫升試驗(yàn) 載流能力1 閥廳金具溫升試驗(yàn)方法依據(jù)GB/T11022-2011，絕對(duì)溫升試驗(yàn)是指先在高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備中通入試驗(yàn)電流，待溫度趨于穩(wěn)定后，對(duì)比各部位的溫升值與溫升限值。目前，在換流站中，一般采用絕對(duì)溫升試驗(yàn)檢測(cè)電氣設(shè)備的載流能力。

12)鏡像對(duì)稱(chēng)的載流導(dǎo)線(xiàn)磁場(chǎng)方向的分析梁 雄 賴(lài)國(guó)忠(龍巖學(xué)院，福建 龍巖 364012)電磁場(chǎng)的對(duì)稱(chēng)性分析在大學(xué)物理教學(xué)中有著極其重要的地位，但是現(xiàn)有的大學(xué)物理教材很少給出如何利用穩(wěn)恒磁場(chǎng)的對(duì)稱(chēng)性來(lái)分析磁感強(qiáng)度的方向.文章針對(duì)此問(wèn)題應(yīng)用畢奧-薩伐爾定律并結(jié)合矢量的分解更加便捷地分析了一對(duì)鏡像對(duì)稱(chēng)的載流導(dǎo)線(xiàn)在中間面上任意點(diǎn)處的磁場(chǎng)方向：其方向必定垂直于該面.應(yīng)用這一結(jié)論可以很容易判斷出像密繞螺線(xiàn)管、直螺線(xiàn)管和圓柱形導(dǎo)線(xiàn)等這一類(lèi)電流分布具有鏡像對(duì)稱(chēng)的載流導(dǎo)線(xiàn)

復(fù)合材料并應(yīng)用于載流摩擦領(lǐng)域的研究卻鮮有報(bào)道。在載流滑動(dòng)過(guò)程中，電弧侵蝕對(duì)摩擦集電材料破壞嚴(yán)重，是高速列車(chē)安全穩(wěn)定運(yùn)行的潛在威脅［14-16］，所以研究滑動(dòng)過(guò)程中電弧的發(fā)生也是載流摩擦磨損性能研究中的一個(gè)重要方面。為此，作者采用粉末冶金技術(shù)，制備了含/不含SiC的兩種銅基復(fù)合材料，并進(jìn)行載流摩擦磨損試驗(yàn)，分別研究了摩擦速度、電流密度對(duì)復(fù)合材料燃弧率、載流效率以及摩擦因數(shù)、磨損率的影響，并對(duì)磨損后的表面形貌進(jìn)行了觀察，以期為新型摩擦集電材料的設(shè)計(jì)提供試驗(yàn)依據(jù)

成 別敏杰8字形載流方形回線(xiàn)的空間磁場(chǎng)分布巴連杰 劉冀成 別敏杰為了解8字形方形回線(xiàn)的空間磁場(chǎng)分布，本文根據(jù)載流直導(dǎo)線(xiàn)的空間磁場(chǎng)分布，將方形回線(xiàn)分段計(jì)算然后疊加，導(dǎo)出單個(gè)方形回線(xiàn)空間磁場(chǎng)分布的表達(dá)式；利用坐標(biāo)平移的方法，計(jì)算出8字形方形回線(xiàn)的空間磁場(chǎng)，結(jié)果表明其磁聚焦性比單個(gè)方形回線(xiàn)有明顯的改善。瞬變電磁（TEM）技術(shù)于20世紀(jì)90年代開(kāi)始用于埋地金屬管道壁厚檢測(cè)，由于其可以在地面非開(kāi)挖的進(jìn)行管壁剩余厚度檢測(cè)而得到廣泛使用。但由于現(xiàn)在TEM技術(shù)使用的發(fā)射線(xiàn)

本文以無(wú)限長(zhǎng)圓柱載流導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)分布為例，分別進(jìn)行了理論計(jì)算和基于Comsol Multiphysics軟件的仿真計(jì)算[3]。并對(duì)比分析了計(jì)算結(jié)果，證明了Comsol Multiphysics軟件，對(duì)于工程電磁場(chǎng)仿真的便捷性，快速性和準(zhǔn)確性[4]。1 求長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng)分布無(wú)限長(zhǎng)圓柱載流導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)理論計(jì)算考慮在一根半徑為a，軸沿z軸的無(wú)限長(zhǎng)固體圓柱導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)，流動(dòng)著具有均勻密度的電流，如圖1中的橫截面所示，由式（1）安培環(huán)路定理求各處的磁場(chǎng)[5-6]。此電

升輸電線(xiàn)路各元件載流能力，需要結(jié)合相關(guān)參數(shù)進(jìn)行取值計(jì)算，排除外界環(huán)境的干擾，綜合考慮敷設(shè)方式、運(yùn)行條件和周?chē)h(huán)境等因素，計(jì)算出220kV電纜的載流量，根據(jù)輸電線(xiàn)路架空線(xiàn)與電纜的導(dǎo)體截面的匹配，提出科學(xué)合理的方案。文章圍繞220kV架空線(xiàn)與電纜的截面匹配方案的構(gòu)建進(jìn)行研究。架空線(xiàn)；電纜；截面匹配1 220kV架空線(xiàn)的截面選擇在220kV架空線(xiàn)的截面選擇當(dāng)中，起到?jīng)Q定性作用的是載流能力。220kV架空線(xiàn)的載流能力也就是其最大的允許工作電流，這與220kV架空線(xiàn)

.其中求解無(wú)限長(zhǎng)載流直螺線(xiàn)管的磁場(chǎng)是個(gè)典型的問(wèn)題.本文根據(jù)畢奧 －薩伐爾定律和安培環(huán)路定理兩種方法來(lái)解析，并進(jìn)行比較.1 用畢奧 －薩伐爾定律求解先討論用畢奧 －薩伐爾定律求單匝圓形載流導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng)，然后根據(jù)磁場(chǎng)的疊加原理求多匝圓形載流導(dǎo)線(xiàn)的磁場(chǎng).【例1】設(shè)在真空中，有一半徑為R圓形載流導(dǎo)線(xiàn)，通過(guò)的電流為I，通常稱(chēng)作圓電流.試求通過(guò)圓心并垂直于圓形導(dǎo)線(xiàn)平面的軸線(xiàn)電流上任意一點(diǎn)P處的磁感應(yīng)強(qiáng)度.解析：建立如圖1所示的坐標(biāo)系.其中Ox軸通過(guò)圓心O，并垂直圓形導(dǎo)線(xiàn)

的方法研究了不同載流摩擦參數(shù)對(duì)弓網(wǎng)起弧率及載流摩擦學(xué)性能的影響。1 試樣制備與試驗(yàn)方法1.1 試樣制備試驗(yàn)原料包括粒徑為75μm的電解銅粉以及粒徑為150μm的石墨粉。先稱(chēng)量出石墨粉和銅粉，兩者的質(zhì)量比為1∶9，在V型混料機(jī)上充分混合后，在380MPa的壓力下保壓3min壓制成規(guī)格為φ26mm×25mm的試樣；然后將試樣放入氨分解罩爐中燒結(jié)成型，燒結(jié)溫度為860℃，保溫1h，再進(jìn)行復(fù)壓，壓力為320MPa；最后用線(xiàn)切割的方法將試樣加工成φ9mm×25mm銷(xiāo)

105）1 引言載流摩擦磨損是指處于電場(chǎng)中的摩擦副在電流通過(guò)條件下的摩擦磨損行為[1]，主要應(yīng)用在大功率直流發(fā)電機(jī)、飛機(jī)執(zhí)行器、風(fēng)輪機(jī)和電力機(jī)車(chē)等高速受流領(lǐng)域[2-4]。電力機(jī)車(chē)的高速受流是指高速運(yùn)行中受電弓滑板通過(guò)與接觸網(wǎng)導(dǎo)線(xiàn)滑動(dòng)接觸獲得電能并傳遞給電力機(jī)車(chē)的過(guò)程[5]。低電流[6]、低載荷[7]與低滑動(dòng)速度[8]的載流摩擦副研究裝置，以及在此基礎(chǔ)上得到的規(guī)律與特性，已不能滿(mǎn)足高速機(jī)車(chē)的發(fā)展要求。受電弓滑板與接觸網(wǎng)導(dǎo)線(xiàn)摩擦副的接觸狀態(tài)直接關(guān)系到機(jī)車(chē)的運(yùn)行

漢 430030載流摩擦的研究現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)*張永振①楊正海②上官寶③①③教授，河南科技大學(xué)摩擦學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 洛陽(yáng) 471023；②博士研究生，機(jī)械科學(xué)研究總院武漢材料保護(hù)研究所，武漢 430030載流；電??；磨損；接觸載流摩擦問(wèn)題是包含導(dǎo)電和摩擦磨損兩個(gè)系統(tǒng)的多學(xué)科交叉問(wèn)題，且兩系統(tǒng)存在強(qiáng)烈的性能耦合和損傷耦合，伴生電弧是其最顯著的特點(diǎn)。作者還介紹了載流摩擦的研究現(xiàn)狀，并展望了其未來(lái)的研究重點(diǎn)。兩個(gè)金屬表面相互接觸后，就可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電、導(dǎo)熱等能量傳導(dǎo)功能，

利用牽引網(wǎng)具備的載流能力，本文即從牽引網(wǎng)載流能力的角度出發(fā)，對(duì)全并聯(lián)方式進(jìn)行分析。1 帶回流線(xiàn)的全并聯(lián)直供牽引網(wǎng)電流分布為了對(duì)牽引網(wǎng)的載流能力進(jìn)行分析，首先需要知道牽引網(wǎng)中各電流的分布情況。不失一般性，以圖 1所示帶回流線(xiàn)的復(fù)線(xiàn)全并聯(lián)直供牽引網(wǎng)電流分布作為后續(xù)的分析模型。為了方便分析，我們假設(shè)只有上行有機(jī)車(chē)負(fù)荷，而下行無(wú)機(jī)車(chē)負(fù)荷，鋼軌對(duì)地漏導(dǎo)為零，忽略導(dǎo)線(xiàn)的分布電容以及橫向連接線(xiàn)的阻抗，并認(rèn)為所有導(dǎo)體都為均質(zhì)導(dǎo)體且對(duì)地絕緣[5]。本文主要考慮接觸網(wǎng)的電流

51051 引言載流摩擦副是一種非常特殊的摩擦副，被廣泛地應(yīng)用在電力機(jī)車(chē)弓網(wǎng)系統(tǒng)、電機(jī)的電刷系統(tǒng)等領(lǐng)域[1-2]。在電力機(jī)車(chē)的弓網(wǎng)系統(tǒng)中，受電弓滑板與接觸網(wǎng)導(dǎo)線(xiàn)之間的摩擦接觸狀態(tài)直接影響到機(jī)車(chē)的運(yùn)行速度和牽引力的穩(wěn)定性，主要體現(xiàn)為載流穩(wěn)定性；同時(shí)受電弓滑板與接觸網(wǎng)導(dǎo)線(xiàn)的摩擦磨損性能決定了機(jī)車(chē)連續(xù)運(yùn)行的時(shí)間和接觸網(wǎng)導(dǎo)線(xiàn)的使用壽命。法向載荷、載流、電力機(jī)車(chē)的運(yùn)行速度等是影響弓網(wǎng)系統(tǒng)摩擦磨損的主要因素，同時(shí)也是影響載流穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素[3-9]。因此，尋找在特定

的分布情況．1 載流圓線(xiàn)圈磁感應(yīng)強(qiáng)度如圖1所示，空間中一閉合圓線(xiàn)圈，其半徑為R，圓線(xiàn)圈位于平面xOz內(nèi)．圖1不妨假設(shè)載流線(xiàn)圈中的電流I如圖1所示的方向．現(xiàn)計(jì)算該載流回路在空間任一點(diǎn)P(x,y,z)處產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度．在載流回路上選取任一微元，其與x軸正方向夾角為θ，如上圖所示．易知其位置坐標(biāo)為(Rcosθ,0,Rsinθ)．則P點(diǎn)到該微元的距離r為源點(diǎn)到場(chǎng)點(diǎn)的單位方向矢量為則(1)其中由Rθ=l，得dl=Rdθ，故(2)2 積分公式求解分析式(2)中的積分

列車(chē)通過(guò)匯流排的載流從牽引供電站取得運(yùn)行所需電能。匯流排需具備的載流能力應(yīng)根據(jù)列車(chē)運(yùn)作所需的電量來(lái)確定。導(dǎo)體的載流能力，一般均以某一定值的連續(xù)性電流予以定額，在該連續(xù)性額定電流值下，導(dǎo)體發(fā)熱的最高穩(wěn)定溫度應(yīng)不超出導(dǎo)體材料允許的最高工作溫度。在城市軌道交通系統(tǒng)中，列車(chē)負(fù)載電流的數(shù)值變動(dòng)較大，波形并非恒定和連續(xù)不變。因此，引用連續(xù)性定值電流的概念，對(duì)匯流排應(yīng)具備的載流能力予以定額和試驗(yàn)驗(yàn)證，并不切合實(shí)際。如何結(jié)合城市軌道交通列車(chē)運(yùn)行的實(shí)際，作出相適應(yīng)的規(guī)范，是

003)0 前言載流摩擦副是指具有通過(guò)電流功能的摩擦副，廣泛應(yīng)用于交通、電力、通信、計(jì)算機(jī)、測(cè)量、控制等行業(yè)和領(lǐng)域［1－2］。隨著科技的發(fā)展，載流摩擦副的工作條件越來(lái)越苛刻，主要表現(xiàn)是相對(duì)滑動(dòng)速度超過(guò)100 m/s、通過(guò)電流密度超過(guò)3 A/mm2，安全性要求越來(lái)越高，例如，在接插件中要求安全接插不出現(xiàn)故障的次數(shù)越來(lái)越高。同時(shí)，出現(xiàn)了一些特殊的工況，如鐵路接觸線(xiàn)/滑塊系統(tǒng)在風(fēng)沙、雨雪、凍雨等惡劣甚至極端天氣條件下工作［3］。原有技術(shù)解決方法已經(jīng)難以滿(mǎn)足新的要

0074）無(wú)限長(zhǎng)載流柱面磁場(chǎng)的空間分布熊 倫（武漢工程大學(xué)理學(xué)院，湖北武漢430074）由面電流在空間某點(diǎn)的磁場(chǎng)公式出發(fā)，利用場(chǎng)強(qiáng)疊加原理，計(jì)算出截面為任意多邊形的無(wú)限長(zhǎng)載流柱面在空間任意點(diǎn)的磁場(chǎng)分布，并且運(yùn)用這種方法求出了截面為菱形的無(wú)限長(zhǎng)載流柱面空間磁場(chǎng)分布的普遍表達(dá)式.面電流；場(chǎng)強(qiáng)疊加原理；空間磁場(chǎng)分布0 引 言穩(wěn)恒磁場(chǎng)的一個(gè)基本問(wèn)題就是計(jì)算載流導(dǎo)體的空間磁場(chǎng)的分布，在工科《大學(xué)物理》的電磁學(xué)部分的教學(xué)中，主要著重討論的是關(guān)于軸對(duì)稱(chēng)無(wú)限長(zhǎng)的載流體的空

74)0 引 言載流線(xiàn)圈空間磁場(chǎng)分布的計(jì)算是電磁學(xué)中的一個(gè)常見(jiàn)問(wèn)題，在各種形狀的載流線(xiàn)圈中，具有軸對(duì)稱(chēng)性的圓形載流線(xiàn)圈研究得比較多[1-5]，而對(duì)不具有軸對(duì)稱(chēng)性的多邊形載流線(xiàn)圈的磁場(chǎng)問(wèn)題則研究得很少，且僅限于一些特殊的多邊形[6-8].本文根據(jù)一段載流直導(dǎo)線(xiàn)在空間某點(diǎn)的磁場(chǎng)矢量公式，將多邊形載流線(xiàn)圈視為多段載流導(dǎo)線(xiàn)，然后根據(jù)場(chǎng)強(qiáng)疊加原理，給出了求任意多邊形平面載流線(xiàn)圈在空間任意點(diǎn)的磁場(chǎng)分布的方法，并且運(yùn)用這種方法求出了任意多邊形平面載流線(xiàn)圈磁場(chǎng)的空間分布的