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高铁上面的电线为什么磨不断

1061次浏览     发布时间:2022-08-09 12:58:10    

一、火车头顶的电线一直在使用,为什么一直磨不断?


说这话,题主自己信么?这世界上存在永不磨损的材料存在么?既然这种材质能被加工成“特种电线”,那就意味着它是可以被塑性的,而塑形必然要经过提炼,顶多它就是个比普通材料更具耐磨性的电线而已。


严格来讲,这种“电线”叫接触网,它的主要作用就是给以电力为动力的火车供电,目前全国国内的火车大部分都是电力机车,以前那种内燃机火车几乎是看不到了,我们东北只有牡丹江地区还有那么几辆,其余的大部分都已经退役。

其实这种接触网的材质和通电电压是有严格规定的,据说额定的电压是25KV,为机车供电主要是靠火车头上方的“受电弓”来进行供电,当或者缓缓启动或者正常行驶时,受电弓会在接触电网上滑行,而受电弓与接触网之间还有一个叫滑板的小零件,这种滑板的材质大多数是由石墨构成的,在火车正常行驶的过程中,受电弓与接触网连接靠的就是这个玩意,实际上这玩意的可塑性是非常强的,在接触的过程中首先磨损的就是会“石墨滑板”而不是接触网电线。


据有关资料显示,这种石墨滑板的使用寿命长达50年之久,也就是说这东西是有使用寿命的饿,而且在使用的过程中也是会造成磨损的。


接下来再说说接触网的材质,一般火车上面的电线,也就是接触网的主要材质是铜或铜银合金、铜锡合金、铜镁合金、高强度铜镁合金等,规格在85mm2~150mm2之间。形状一般是两侧带沟槽的圆柱体,之所以带沟槽,就是为了方便受电弓上的滑板划过电线。

一般接触网安装采用的是悬吊方式安装,两边的沟槽还利于悬挑安装电线,而这种接触网据说是沿着钢轨上空呈“之”字形架设的,据说这样设置是为了方便受电弓取流高压电。



此外,接触网的架设也是非常复杂的,除却结霜的材质之外,还要使用水泥支柱、钢柱,以及其他材质的支撑架来固定接触网,除却接触网本身,一般还要配备回流线、附加悬挂等,主要用作回流线,也称之为牵引网。

不过这种接触网一般是直接暴露在空中的,外面是没有绝缘层的,在电视和新闻上,经常看到一些人在火车上触电身亡,就是肢体碰到了接触网电线的后果。而且这种接触网在一些极端的恶劣环境下是无法正常工作的。就拿前几天的大学来说,通过东北的很多趟电力机车因为接触网结冰的原因,停在半路等待救援。


当然,这些都是题外话,可以确定的是接触网电线以铜线为主,肯定是会磨损的,只不过是有人长期对线路进行维护而已,所以看上去好像不会磨损。此外,基于石墨滑板与铜线接触,磨损比较厉害的因该是石墨滑板而非铜线,而且铜线是圆柱体,凹槽在上方两侧,石墨滑板与圆柱体线路接触的面只是底部,磨损几乎可以忽略,所以使用寿命才高达50年。



二、高铁时速300公里,为什么顶上的电线却磨不断?


它的专业名称叫接触线。它不是磨不断,象所有产品一样也是有使用寿命的。只是它的质量要求弹性好、耐腐蚀、耐磨性高。而且在磨断之前早就被定期检修、更换了。和接触线连带的、我们看到的网状系统,叫高速铁路接触网,是供电线路系统。


接触网的结构

它由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱与基础组成。也即接触线并不是独自战斗,有个紧密相连、亲密协作的技术团队。接触悬挂,也就是直接连接高铁机车的组件,功能是直接输送从牵引变电所获得的电能。它包括接触线、吊弦、承力索以及连接零件。支持装置,功能是支撑接触悬挂,架设在支柱上。


定位装置,功能是固定接触线的位置,限制接触线在受电弓滑板运行轨迹范围内,保证接触线与受电弓不脱离,并将接触线的水平负荷传给支柱。它包括定位管和定位器两部分。支柱与基础,很好理解,功能是承受以上三个部分的重量负荷,并将接触悬挂系统固定在规定的位置和高度。


顶上的电线的合格标准



高铁头顶的“电线”,这条电线的名字叫做接触网,也有一些别称叫它高架电缆或架空电缆,它是铁路电气化工程的主构架。这条“电线”可不是简简单单就能达标的,它起码要符合以下几点要求:

1.在高速运行和恶劣的气候条件下,能保证电力机车正常取流,要求接触网在机械结构上具有稳定性和足够的弹性。


2.接触网设备及零件要有互换性,应具有足够的耐磨性和抗腐蚀能力并尽量延长设备的使用年限。


高铁上面的电线为什么磨不断

3.要求接触网对地绝缘好,安全可靠。


4.设备结构尽量简单,便于施工,有利于运营及维修。在事故情况下,便于抢修和迅速恢复送电。


5.尽可能地降低成本,特别要注意节约有色金属及钢材。



为什么顶上的电线却磨不断

高速铁导体是由150平方毫米的镁铜合金丝制成,具有很高的强度和耐磨性。高速铁上面的受电弓形面是用石墨材料贴合的,具有导电性。性能和抗磨效果好,石墨材料在高速铁道实际运行中的磨损,钢丝的磨损很小。因此,子弹头列车顶部的受电弓形物会在一两个月内更换为石墨材料,以保证子弹头列车的正常运行和安全。钢丝的寿命也得到了极大的提高。高速列车运行速度较高,与电力线的接触是瞬间的。时间短,增强了电线的使用时间。


负载电流与滑板和接触线之间的接触压力、过渡电阻和接触面积有关,并取决于接触线和受电受电弓滑板之间的接触面的光滑程度,并取决于它们的相互作用。受电受电弓和受电受电弓。做到这一点。受电受电弓和接触线之间需要恒定的接触压力,以确保牵引电流的顺利流动。



由于接触悬挂物本身的弹性不同,接触线在受电受电弓的提升作用下会引起不同程度的上升,从而引起驱动受电受电弓时的垂直振动。受电受电弓的计算公式是:它将产生与质量有关的上下交叉动态接触压力。电受电弓在运行过程中,由于气流的作用,其功率随著速度的增加而迅速增加。受电弓形接头在上升和下降过程中产生的阻尼力。



三、高铁时速高达350公里,为什么高压电线不会磨断


高铁电线磨不坏的原因:高铁电线一般叫接触网,是由金属制成的,高铁与接触网接触的部位是受电弓的碳滑板,其材质是石墨。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。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”。

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