福州地铁2号线碳滑板选型研究

福州地铁2号线碳滑板选型研究

唐文彬 林晓辉

(福州地铁集团有限公司运营事业部，福州 350000)

摘 要：摘 要 福州地铁2号线受电弓及碳滑板简介，分析福州地铁2号线电客车受电弓碳滑板磨耗分析及与其他线路数据比对，制定碳滑板选型研究方案，分两批装车试验。通过碳滑板选型试验，计算不同品牌滑板的磨耗速率和使用寿命，专家评审选择符合使用要求的碳滑板品牌。

关键词 福州地铁2号线；受电弓碳滑板；碳滑板选型。

为降低检修风险及维护成本，打破单一来源，避免频繁更换碳滑板，福州地铁2号线2020年-2021年进行了两个批次的碳滑板选型试装试验，共计7种品牌。所有选型碳滑板均通过库内静态试验、试车线动态检测功能正常方逐步安排上线运行，现7家碳滑板试装试验均已完成，各项试验数据已汇总，经专家评审论证5种碳滑板品牌符合2号线使用要求。

1福州地铁2号线受电弓及碳滑板

1.1福州地铁2号线受电弓及碳滑板简介

福州地铁2号线使用的CED160L 型是一种单臂气囊式受电弓，适用于牵引网压为 1500VDC、时速在 120Km/h 以下电力机车或地铁、轻轨车辆，其结构简单，重量轻， 易于维修，该型受电弓在整个车辆速度范围内具有良好的空气动力学性能，包括在最大规定逆风时的空气动力学性能，从而保证了受电弓能在各种轨道状态下与架空接触 导线都具有良好的接触状态和接触的稳定性。

福州地铁2号线电客车采用北京中车赛德生产的CED160L型受电弓，ST60105滑板。每列车2套受电弓，分别位于2车和5车，每套受电弓装有2根碳滑板。2条加宽的浸金属碳滑板，可以集取较大电流；碳滑板选用优质浸金属滑板，具有粘结接触电阻小、导电率高、粘结强度高等特点，如前期设计充分考虑运行速度、电流容量、电弧发生情况等影响因素，可有效提高滑板的耐磨损性能。

1.2 福州地铁2号线受电弓碳滑板磨耗分析及与其他线路数据比对

根据受电弓技术手册要求，计划修时碳滑板与金属托架总厚度应当大于等于26.5mm（新碳滑板的平均厚度约37.5mm），否则需进行更换。自2019年4月2号线开通试运营至2020年3月16日，碳滑板因磨耗到限共更换87个（5车42个 、2车45个），统计换下的碳滑板均有明显凹槽，且凹槽位置高度统一（上行左侧260-290mm），存在较严重的偏磨现象。受电弓碳滑板的磨耗速率与地铁线路、接触网分布、接触网拉出值及弓网接触压力等因素都有关。根据福州2号线电客车受电弓碳滑板更换时的厚度值、列车运行公里数，计算5车碳滑板各阶段的平均磨耗速率福州地铁1号线磨耗速率2.26mm/万公里，计算寿命2.36mm/万公里，福州地铁2号线磨耗速率5.53万公里计算寿命4.24万公里，国内其他地铁电客车碳滑板磨耗情况如表1所示：

表1 国内各地铁碳滑板磨耗情况

弓网间的磨耗按摩擦力定义分为机械磨耗和电气磨耗两种。机械磨耗指受电弓碳滑板在滑动 取流过程中与接触线相互摩擦产生的磨耗，通常认为是正常磨耗［1-2］。电气磨耗是指受电弓碳滑板与接触线（二者材质不同、表面的粗糙程度不同）存在间隙，取流时产生电火花（或电弧）并伴随热 量释放，烧蚀碳滑板与接触线表面，局部高温可能引起二者物理特性变化等一系列复杂的物理反应造成的磨耗，通常认为是非正常磨耗，应尽量避［3-4］。

2福州地铁2号线受电弓碳滑板试装

2.1 第一批试装

第一批碳滑板试装于2020年5-7月在福州地铁2号线开展，崇德、大同、东南佳三家具有提供2号线碳滑板的生产条件和技术条件，产品接口匹配，可以在既有受电弓弓架上安装，且不存在侵限风险，项目可行。对产品进行可行性分析和风险分析，并总结评估。崇德、大同、东南佳三种品牌碳滑板分别安装于0201车（崇德）、0207车（大同）、0204车（东南佳），经6个月试装验证计算磨耗速率和使用寿命。

2.2 第二批试装

第二批碳滑板试装于2021年10-12月在福州地铁2号线开展，北京万高、四川易卡朋、上海摩根、Pantrac四家具有提供2号线碳滑板的生产条件和技术条件，产品接口匹配，可以在既有受电弓弓架上安装，且不存在侵限风险，项目可行。对产品进行可行性分析和风险分析，并总结评估。北京万高、四川易卡朋、上海摩根、Pantrac四种品牌碳滑板分别安装于0206车（北京万高）、0205车（四川易卡朋）、0203车（上海摩根）、0214车（Pantrac），经6个月试装验证计算磨耗速率和使用寿命。

两批测试车在库内静态试验、试车线动态调试后，登顶检查受电弓碳滑板状态均正常，逐步安排上线运行，进行碳滑板装车试验跟踪。最终，经专家组审查论证福州2号线参与选型试装的7家碳滑板，从使用寿命方面研判，崇德、北京万高、四川易卡朋、上海摩根、Pantrac5家碳滑板符合使用要求，大同、东南佳2家碳滑板不符合使用要求。

3结语

本文介绍了福州地铁2号线的受电弓及碳滑板的总体架构和主要功能，详细阐述了受电弓碳滑板磨耗分析及与其他线路数据比对。通过两批次的碳滑板选型试装试验，装车6个月计算磨耗速率和使用寿命，根据数据比对，经专家组专家审查论证选出符合福州2号线使用要求的碳滑板品牌。试装与评审工作对福州地铁2号线后期的碳滑板应用具有指导性意义。

参考文献

［１］罗湘雄，林沛扬，陈名华． 广州地铁９号线车辆受电弓碳滑板异常磨耗原因分析及改进措施［Ｊ］． 城市轨道交通研 究，２０２３，２６（７）：２５６．

［２］王红艳．北京地铁６号线西延线受电弓碳滑板异常磨耗原因及其解决方法［Ｊ］．城市轨道交通研究，２０２３，２６（６）：４４．

［３］张政飞． 受电弓碳滑板异常磨耗的原因分析与对策［Ｊ］．郑州铁路职业技术学院学报，２０２２，３４（４）：５７．

［４］李军，卢海龙，韦龙剑．南宁地铁２号线弓网异常磨耗原因分析及整改［Ｊ］．装备制造技术，２０２２（５）：１４８．