電流對滑板-接觸線載流滑動摩擦磨損性能影響的研究.pdf

1、我國電氣化鐵路不斷地朝著高速化、快速化的旅客運輸，重載化、快捷化的貨物運輸方向發(fā)展。列車提速后弓網(wǎng)間載流量成倍增加，達到300～500 A，受電弓滑板和接觸線的磨耗十分嚴(yán)重，使用壽命急劇下降。弓網(wǎng)系統(tǒng)的點接觸與大電流的載流特點嚴(yán)重制約了電力機車的提速，因此研究大電流下的載流摩擦磨損具有重要意義。
　　本文以純碳滑板與銅銀合金接觸線為研究對象，在環(huán)-塊式高速載流磨損試驗機上研究了電流I=200、300、400、500A時的載流摩擦磨

2、損行為和電氣特性，分析了大電流下接觸壓力對碳滑板載流磨損性能的影響。結(jié)果如下:
　　(1)摩擦系數(shù)隨電流的增大變化不是很大，主要在0.29～0.33間波動，整體呈先增大后減小的趨勢。碳滑塊的磨損量隨電流的增大而增大，電流對碳滑塊的磨損主要表現(xiàn)為電弧燒蝕和焦耳熱引起的高溫氧化。磨損形貌主要有:燒蝕坑、剝離坑、麻點和熱應(yīng)力裂紋，其中剝離坑和燒蝕坑中Cu和O的峰值非常高，主要分布有單質(zhì)Cu和銅的氧化物，Cu和O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達33.25％

3、和22.47％。
　　(2)在低壓大電流的試驗條件下，碳滑塊與接觸線之間以短弧放電和火花放電為主，當(dāng)電流增加到300A以上時，即使沒有出現(xiàn)離線的情況下，接觸副之間也一直處于燃弧的狀態(tài)。試驗中碳滑塊與接觸線間的起弧方式并不都是擊穿空氣起弧，而是接觸微凸體熔融汽化形成金屬相電弧進而轉(zhuǎn)變成氣相電弧。接觸副間的載流效率隨著電流的增加而減小，電流越大波形畸變越嚴(yán)重;隨著電流的增大電弧能量和碳滑塊溫升也隨著增大。
　　(3)當(dāng)電流在20

4、0～500 A時碳滑板的磨損量隨接觸壓力增大而減小，電氣磨損遠大于機械磨損;載流效率隨著接觸壓力的增加而增加，當(dāng)列車提速后可以通過增加法相壓力來提高弓網(wǎng)的載流效率和使用壽命。當(dāng)Fn＜80N時電弧能量隨接觸壓力的增大而增大，當(dāng)Fn＞80N呈減小的趨勢。碳滑板溫升隨接觸壓力的增大而減小，且當(dāng)Fn＜80N時接觸副間的短弧放電容易熄滅，焦耳熱對碳滑塊溫升的影響要大于電弧放電的作用，碳滑板溫升與電弧能量的相關(guān)性不明顯。通過掃描電鏡發(fā)現(xiàn)，碳滑塊的溫