广州地铁3号线北延段受电弓碳滑板异常磨耗原因分析

张梦双　伍尚志　贺翔　黄硕

摘要：广州地铁3号线北延段B2/B4型车受电弓型号为TSG18F型气囊弓，碳滑板为整体式MY258A2型浸金属碳滑板，正线接触线为全波形布置的刚性接触线，在长期运行过程中，碳滑板磨耗到限后的形状呈现出一定的规律和现象，如磨耗面存在异常凹槽、磨耗率高等问题，导致碳滑板更换过快，增加经济成本。本文通过分析，阐释了碳滑板异常磨耗的原因，并提出了改进方案。

Abstract： The pantograph type B2 / B4 of North Extension of Guangzhou Metro Line 3 is TSG18F airbag bow. The carbon skateboard is the integral type MY258A2 immersed metal carbon skateboard. The line of positive contact is a rigid contact line with full waveform. In the long-term operation process， carbon skateboard wear to the limit of the shape showed a certain regularity and phenomena， such as the wear surface abnormal groove， wear rate and other issues， leading to carbon skateboard replacement too fast， increasing economic costs. This paper analyzes and explains the reasons for the abnormal wear of carbon skateboards and puts forward the improvement plan.

关键词：地铁；碳滑板；磨耗；接触网

Key words： subway；carbon skateboard；abrasion；catenary

中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）05-0133-02

1 综述

广州地铁3号线北延段B2/B4型车使用碳滑板为整体式浸金属碳滑板，其外形尺寸结构如图1所示，正线接触线布置形式为全波形布置，如图2所示，拉出值范围为180～200mm及-180～-200mm。

自开通运营以来，广州地铁3号线北延段B2/B4型车碳滑板在磨耗过程中存在严重磨耗不均匀现象，磨耗到限后都有一个共同的特点，即在碳滑板的两侧和中部各出现一个凹槽，如图3所示。凹槽窄而深，是整根碳滑板磨耗最严重的区域，目前所有碳滑板磨耗到限均在此位置。

此种现象将造成碳滑板更换过快，使碳滑板与接触线接触面在正线运营因碳滑板圆弧过渡不平造成弓网接触不良、拉弧打火花、烧伤等现象，给正线运营带来一定的安全隐患。

2 碳滑板异常磨耗分析

碳滑板与接触线的磨损主要体现在机械磨损和电磨损，其中电磨损占整个磨损的70%以上，而电磨耗主要受接触力、运行速度、外部环境因素、电流负荷、接触线的状况（悬挂、绝缘连接、接触表面、运行平顺性、拉出值等）等因素的影响。同时碳滑板磨耗到限后的踏面形状，主要由接触线的布置方式决定，接触线拉出值决定了碳滑板的磨耗区域，因此广州地铁3号线北延段B2/B4型车碳滑板凹槽磨耗可能与接触线的布置情况有一定的联系。

对比分析不同接触线布置方式对碳滑板磨耗的影响，三种方案：方案一、半波方式，整个锚段汇流排绕线路中心呈半个近似“正弦波”布置；方案二、全波方式，整个锚段汇流排绕线路中心呈一个完整近似“正弦波”布置；方案三、借鉴柔性接触线折线布置方式。方案研究通过统计及计算表明，三种方案的磨耗情况如图4所示，半波方式和全波方式的正弦布置均会导致碳滑板两侧出现凹槽，折线布置方式的碳滑板未出现凹槽现象。

通过网轨检测车查看广州地铁3号线北延段接触线布置情况，核实对比分析发现，有部分接触线长区段处于拉出值180～200mm及-180～-200mm的范围内，如图5所示，这将更容易造成两侧磨耗大于其他位置磨耗，更容易造成磨耗不均匀并形成凹槽。

同时，在车辆加速取流区、减振道床（轨道弹性较大）、变坡区段、接触线异常磨损等位置的弓网关系较为恶略，通过对拉出值处于180～200mm及-180～-200mm范围内的接触线状态进行排查，发现广州地铁3号线北延段有9个区段的接触线存在异常磨损，如图6所示，且列车经过这些区段时都处于加速阶段。列车在加速过程中，电流取值较大，碳滑板发热量大，进而加剧碳滑板与接触线之间的化学反应，造成电磨耗严重。因此在拉出值处于180～200mm及-180～-200mm范围、接触线异常磨损以及加速状态的三重条件下，将更直接导致碳滑板不均磨耗，加速碳滑板两端凹槽的形成。

对列车热滑视频进行查看分析，发现列车停靠站时，50%站台处碳滑板与接触线的相对接触位置也正好处于接触线拉出值180～200mm及-180～-200mm范围，如图7所示。静止状态下，列车空调等负载仍在运行，碳滑板仍然需要从接触线处取流，此时碳滑板表面温度将升高，而受电弓碳滑板与接触线相对静止，碳滑板表面粘接情况将会加重，除了电磨耗增加外，同样进一步加剧的还有机械磨耗，因此停靠站时碳滑板和接触线的相对位置也会对碳滑板的不均匀磨耗造成影响。通过对广州地铁3号线北延段正线上行线及下行线24个站台处的接触线拉出值进行测量，发现有10个站台处接触线拉出值处于180～200mm及-180～-200mm范围，占比较大，这也加速了碳滑板两端凹槽的形成。

3 解决措施

针对广州地铁3号线北延段B2/B4型车碳滑板凹槽磨耗问题，根据接触线布置特性，提出以下两种解决措施：

第一、对接触线的拉出值布置情况以及磨损情况进行复查，筛选出接触线严重磨耗区段且同时处于拉出值180～200mm及-180～-200mm和加速区的接触线区段，并对该区段进行往中心线调整；

第二、列车停靠站时，对站台处接触线拉出值处于180～200mm及-180～-200mm的区段进行往中心线调整。

4 小结

本文通过对广州地铁3号线北延段B2/B4型车碳滑板凹槽磨耗原因进行分析，提出了解决问题的两种措施，通过对停靠站处、加速区段、接触线磨耗严重区段拉出值进行调整，减少接触线拉出值处于180～200mm及-180～-200mm的区段，调整后碳滑板两侧的凹槽明显改善，问题得到了有效地解决。

参考文献：

[1]南车株洲电力机车有限公司.TSG18F受电弓[M].株洲：南车株洲电力机车有限公司，2011.

[2]朱士友，吕劲松.车辆检修工[M].北京：中国劳动社会保障出版社，2009.

[3]赵志红，潘硕，李宝泉.B型地铁列车受电弓碳滑板异常磨耗分析与改进[J].铁道机车与动車，2017（04）.endprint