火车受电弓为什么不会被磨坏?
将火车与高压线连接起来的那个装置名叫“受电弓”。其实只要火车在跑,那么受电弓就会持续受到磨损,但磨损较小,原因如下:
1、首先是高压线的设计,高压线跟下方的铁轨是不平行的,它是弯的,铁轨上空的高压线为“之”字形架设。这种设计的目的是为了避免受电弓特定的某处持续与高压线摩擦。轮流摩擦可让受电弓有“空闲时间”散热,磨损也会变得均匀,寿命也更长。
2、其次是电弓的设计,箭头所指的地方为受电弓的“滑板”。滑板通常由石墨制成,石墨磨损较快,需要定期更换碳滑板,更换方便易行,成本低廉。
周期一般在两周左右,质量好的可每月更换一次。但是高铁时速300公里,受电弓的风阻是非常大的,因此设计时很是有讲究,既要让其坚实可靠,还要让其尽量轻。
3、电弧放电问题,电弧放电其实对高压线和电弓都是有损坏的,高铁受电弓的设计要求很高,运行时,要努力让受电弓与高压线之间的压力恒定。
如果压力值偏小,就会造成离线,而离线瞬间会产生电弧,电弧会让滑板和高压线的表面变得不光滑,从而加剧磨损。但如果压力值偏大,相应地,磨损也会随之增大,从而缩短高压线和滑板的寿命。
拓展资料:
说起铁轨上方的高压线,很多人会注意看线的根数。铁轨上方的线有两根,顶部那根起到悬挂的作用,而下方的那根线才是与受电弓接触的线。
显然,悬挂的地方会有一个“结”,人们的纳闷是,受电弓岂不是要与那个“结”频繁碰撞?导致这个疑问的原因是:人们很少有机会近距离看到细节。
细节如下图
接触网(供电线)是由金属制成的,但是受电弓上与接触网接触的部位是碳滑板,材质是石墨,所以主要的磨损是受电弓,而不是接触网。
受电弓:电力牵引机车从接触网取得电能的电气设备,安装在机车或动车车顶上。受电弓可分单臂弓和双臂弓两种,均由滑板、上框架、下臂杆(双臂弓用下框架)、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。菱形受电弓,也称钻石受电弓,以前非常普遍,后由于维护成本较高以及容易在故障时拉断接触网而逐渐被淘汰,近年来多采用单臂弓(见图)。负荷电流通过接触线和受电弓滑板接触面的流畅程度,它与滑板与接触线间的接触压力、过渡电阻、接触面积有关,取决于受电弓和接触网之间的相互作用。
受电弓分为四大类:双臂式,单臂式,垂直式和石津式。
双臂式
双臂式集电弓乃最传统的集电弓,亦可称“菱”形集电弓,因其形状为菱形。但现因保养成本较高,加上故障时有扯断电车线的风险,部分新出厂的铁路车辆,已改用单臂式集电弓;亦有部分铁路车辆(例如新干线300系列车)从原有的双臂式集电弓,改造为单臂式集电弓。
单臂式
除了双臂式,其后亦有单臂式的集电弓,亦可称为“之”(Z)(ㄑ)字形的集电弓。此款集电弓的好处是比双臂式集电弓噪音为低,故障时也较不易扯断电车线,为较普遍的集电弓类型。而依据各铁路车辆制造厂的设计方式不同,在集电弓的设计上会有些许差异。
垂直式
除了上述两款集电弓,还有某些集电弓是垂直式设计,亦可称成“T”字形(亦叫作翼形)集电弓,其低风阻的特性特别适合高速行驶,以减少行车时的噪音。所以此款集电弓主要用于高速铁路车辆。但是由于成本较高,垂直式集电弓已经没有使用(日本新干线500系改造时由垂直式集电弓改为单臂式集电弓)。
石津式
日本冈山电气轨道的第六代社长,石津龙辅1951年发明,又称为“冈电式”、“冈轨式”。