地铁车辆供电中的靴轨授流影响分析
轨道交通系统供电系统分析
轨道交通系统供电系统分析城市轨道交通系统是治安防控的重点和难点,事故案件时有发生,且空间封闭、安全管理力量薄弱,城市轨道交通系统运营安全性受到多种因素的不定性影响。
在轨道交通系统中，功率因数是一个重要的参数，影响着能源的有效利用和系统的稳定性。
本研究综合了多种方法，包括无功补偿装置的使用、电容器和电感器的安装、调整电压等级以及智能控制系统的应用。
通过实验和仿真，研究表明这些方法可以有效地提高功率因数，减少系统中的无功功率流动，提高电能质量，降低系统损耗，并有助于满足电能供应的需求。
这些研究结果为轨道交通系统的优化提供了有益的指导，有望在能源领域中产生积极的影响。
关键词：轨道交通系统、功率因数、无功补偿一、提高轨道交通系统功率因数的方法（一）影响轨道交通系统功率因数的重要因素功率因数的含义表明，只要提供轨道交通系统所传输的有功功率一直是稳定的，只要无功功率有上涨，那么它所承受的功率因数就一定会跟着降低。
在我国现行轨道交通系统中，有许多因素影响着功率因数的大小，其中最主要的原因在于轨道交通系统中存在的着大量的感性负载，就会应用到许多的无功功率，这样随即会大幅度的改变功率因数；而且提供轨道交通的系统电压只要和固定的要求不一样的话，功率因数也会产生大幅度的变化。
下面就以上两个方面进行讨论。
1.感应电动机、变压器、电抗器等感性负载是消耗无功功率的主要设备电动机、变压器、电抗器是现代化工业企业生产和居民生活用电设施里面电气设备就是重点设施，还属于运用无功功率最多的负荷装置。
以上都是归因于在异步电动机的定子和转子里面创造一个的空隙磁场，是异步电动机使用无功的最重要的一点。
没有负荷时间段的无功功率以及部分负荷时间段的无功功率一起构成了异步电动机运作时需要的无功功率。
同样的，变压器以及电抗器它们都需要创造一个交变的磁场，这样才可以实施能量的交换与传送，因此则需要创建交变磁场以及感应磁通，那么也一定需要磨耗电功率，就是指无功功率；变压器的无功损耗来自励磁电流损耗和漏磁损耗，消耗无功的主要部分是它的空载无功功率，它和负载的大小无关。
接触轨线路靴轨关系的研究及改善分析
运行与维护80丨电力系统装备 2019.10Operation And Maintenance2019年第10期2019 No.10电力系统装备Electric Power System Equipment集电靴主要由熔断器、滑板以及摆臂等组成，结构形式较为多元。
就靴轨接触方式来看，集电靴主要分为侧部接触、上接触以及下接触几种。
接触轨也被称为第三轨，是安装在轨道旁进行供电的设备。
接触轨与集电靴集电系统，即靴轨系统，是较为古老的电气列车供电手段，也是列车牵引供电系统重要组成，系统运行质量与关系会对列车运行形成直接影响。
1 接触轨接触轨主要应用于牵引供电系统之中，零部件材料是其主要发展方向。
接触轨底座、固定支架、绝缘子等材料都得到了逐渐改善，材料性能、成本更加理想。
国内接触轨多以钢铝复合材料为主，主要是由绝缘子、导电轨本体以及膨胀接头等部件所组成，具有电能损耗小以及重量较轻等方面的优势[1]。
接触轨安装主要以下部接触安装为主，侧部接触安装多应用于磁悬浮列车以及单轨列车之中。
2 接触轨线路靴轨关系研究2.1 靴轨接触与损耗（1）进入端部弯头部分。
在集电靴进入到端部弯头后，在两者接触的瞬间，端部弯头钢带会与集电靴端部产生较大撞击。
此撞击力度和集电靴速度属于正比关系，集电靴速度越快，所产生的撞击也会越大，会使集电靴遭受到较大冲击，进而产生损耗。
（2）离开端部弯头部分。
该部分主要分为三个阶段：第一，完成接触。
在此阶段集电靴将要离开端部弯头，和钢带还是保持着完全接触的状态，受流面积与其他两个阶段相比最大；第二，部分接触。
伴随集电靴的不断移动，碳滑板开始离开钢带表面，整体受流面积逐渐出现缩小趋势，在碳滑板离开预弯点时，集电靴开始随端部弯头设计坡度进行提升，自由工作高度开始逐渐恢复，此时钢带与碳滑板间接触面积发生不断减少的状况，处于部分分离、部分接触的状态；第三，临界接触。
在此阶段，集电靴已经恢复到自由工作高度，马上准备离开端部弯头。
地铁车辆高压供电电路过流故障诊断分析及改进措施
2017年第24卷第8期技术与市场创新与实践地铁车辆高压供电电路过流故障诊断分析及改进措施宋永森(珠海城建现代交通有限公司，广东珠海519000)摘要：一旦地铁车辆牵引高压供电电路发生短路接地故障，将触发正线牵引变电所直流馈线断路器和对应供电区段内 列车高速断路器跳闸，地铁司机及行车调度难以快速锁定故障相关车辆或故障原因。
针对地铁车辆出现过流故障影响 正常运营的问题，分析了地铁车辆高压供电电路过流故障保护机理，提出在车辆高压输入端增设大电流传感器的技术方 案，实现快速确定发生过流故障的车辆，有效降低了对正线运营的影响。
关键词：高压供电；过流；诊断；措施doi：10. 3969/j.issn. 1006 - 8554. 2017.08.014〇引言根据地铁多年运营所发生的牵引供电回路过流跳闸故障 案例分析及处置经验，一旦地铁车辆牵引高压供电电路发生短 路接地故障，将触发正线牵引变电所直流馈线断路器和对应供 电区段内列车高速断路器跳闸，地铁司机及行车调度难以快速 锁定故障相关车辆或故障原因。
由于一个供电区间往往有 2 ~3列列车，判断和处置过程需要较长时间，同时还需对该供 电区关联列车及供电设备技术状态逐一排查，耗费大量人力物 力。
故很有必需研究在列车上设置快速有效的列车高压系统 过流故障诊断功能，以满足故障及时定位、快速应急处置以及 减少维护检查工作量的需求。
1高压供电电路过流保护功能及故障诊断原理地铁车辆牵引高压供电电路设备可分为牵引变电所输出 供电设备（主要为直流馈线断路器、接触网）以及车辆内部高 压设备（主要为受电弓、闸刀开关、高速断路器、熔断器等）。
在牵引变电所输出供电设备中，变电所馈线断路器为本供电 区间接触网和所有车辆高压系统设备提供短路过流保护。
在 车辆内部高压设备中，具备短路过流保护功能的部件为高速 断路器、熔断器。
高速断路器为牵引系统部件提供短路过流保 护;熔断器为辅助系统部件提供短路过流保护。
城市轨道交通受流器检修分析.
目录摘要 (1)ABSTRACT (2)0 绪论 (4)0.1 研究意义 (4)0.2 国内外现状 (4)0.3 研究内容 (5)0.4 研究方法 (5)1 城市轨道交通受流方式分析 (6)1.1 接触网式受流方式分析 (6)1.2 接触轨式受流方式分析 (9)2 受流器结构分析 (12)2.1. 受电弓受流器 (12)2.1.1 底架 (12)2.1.2 上框架 (13)2.1.3 弓头 (13)2.1.4 升弓和降弓装置 (14)2.1.5 挂钩及最低位置指示器 (15)2.2 第三轨受流器 (16)2.2.1 集电靴 (16)2.2.3 接触轨接头 (17)2.2.4 防爬器 (18)2.2.5 绝缘底座和防护罩及支撑 (19)3 受流器故障分析 (20)3.1 受电弓受流器常见故障分析 (20)3.1.1 滑板磨耗 (20)3.1.2 弓网拉弧 (20)3.1.3 滑板偏磨 (21)3.1.4 刮弓 (21)3.1.5 升弓、降弓故障 (22)3.2 第三轨受流器常见故障分析 (22)4 受流器检修分析 (24)4.1 受电弓受流器检修分析 (24)4.1.1 预防性维护 (24)4.1.2 升弓和降弓装置的操作检查 (24)4.1.3 检查接触力 (25)4.1.4 检查部件 (27)4.1.5 调节升弓降弓时间的检查 (27)4.1.6 检查操作压力 (28)4.1.7 检查最低位置指示器 (28)4.1.8 检查碳滑板 (30)4.2 第三轨受流器检修分析 (31)4.2.2 集电靴检修 (32)4.2.3 连接板检修 (32)4.2.4 隔离开关的检修 (33)4.2.5 防爬器的检修 (33)4.2.6 其他设备的检修 (34)5 受电工静态压力检测试验 (35)5.1 检测方案及装置 (35)5.2 实验 (36)5.3 接触压力故障及检修分析 (38)6 总结 (39)7 参考文献 (40)8 致谢 (42)9 译文 (43)10 原文说明 (55)摘要城市轨道交通车辆受流器是车辆及其重要的电器部件，用来将电能传递给车辆的重要组成部分，受流器的安全可靠工作是轨道交通车辆能够正常运行的保证。
地铁车辆段轨电位问题分析与研究
地铁车辆段轨电位问题分析与研究一、课题研究背景1、轨电位的形成及钢轨电位限制装置的作用地铁直流电气化轨道运输系统中以轨道作为回流导体，由于钢轨对地不完全绝缘，因而导致一部分负荷电流自轨道流入道床及地下钢轨金属设施。
此时，由于钢轨与大地之间过渡电阻的存在，钢轨对地产生一定的电位差。
电位差的大小，主要与线路上电客车数量、负荷电流、牵引所间距、钢轨与地间的过渡电阻等因素相关，当该电位差超出人体安全的接触电压时，将对人员造成触电安全伤害。
为防止钢轨对地电位过高造成人身伤害，每个车站和车场都设有钢轨电位限制装置(ＯＶＰＤ)。
当发生超出安全许可的接触电压时，此钢轨电位限制装置就将钢轨与大地快速短接，从而保证人员和设施的安全。
2、车辆段钢轨电位限制装置分合闸动作的利弊车辆段钢轨电位限制装置在闭合将钢轨接地时，虽能较好的起到保护钢轨附近作业人员的作用。
但是，也存在持续将牵引电流引入大地，造成埋地金属电化学腐蚀的风险。
因此，钢轨电位限制装置不应出现频繁动作合闸的情况。
3、车辆段钢轨电位限制装置工作情况及存在问题在2020年度，根据对某地铁车辆段钢轨电位限制装置工作的情况及录波数据情况的分析，发现存在场段轨电位动作次数频繁，轨地间电流大的问题以2020年7月份为例，根据每日抄表数据，况形成曲线如下：二、问题产生原因分析1、研究场段轨电位产生及分布规律根据轨电位动作报文统计发现，轨电位动作集中发生在运营时段，而列车集中在场段内取流、开行的非运营时段却极少引起钢轨高电压，导致轨电位限制装置进行合闸动作。
根据这一现象，分析造成原因是由于车辆段内轨电位限制装置与正线运营电客车开行有关，在正线运营期间，有正线电流回流或者杂散电流流入了车辆段，引起了轨电位限制装置频繁动作。
2、轨电位限制装置合闸后电流曲线分析轨电位限制装置原理上会受轨地间压差过大而动作合闸，合闸后会存在大量电流在轨电位限制装置与大地间流动。
根据轨电位限制装置中录到的电流曲线做分析，发现流经轨电位限制装置电流共存在两类，该两类电流呈现交替波动:（1）钢轨对地的正向电流;（2）地对钢轨的反向电流；如下图所示：图中曲线为轨电位限制装置合闸后，电流在装置中流动的情况。
浅析地铁牵引供电中靴轨授流关系
浅析地铁牵引供电中靴轨授流关系作者：冯文来源：《科学与财富》2015年第36期摘要：本文针对地铁牵引供电中的靴轨授流关系进行了分析，探讨影响集电靴和接触轨授流质量的主要因素，并对接触轨硬点对靴轨授流影响进行了探讨。
关键词：牵引供电，接触轨，集电靴，授流，电接触1前言随着社会的发展和城市规模的扩大，城市轨道交通在人们的日常生活中占据了越来越重要的地位，目前新建的大部分城市轨道交通线路特别是地铁都广泛采用接触轨供电，研究靴轨关系对于促进接触轨供电技术的进步具有十分重要的理论意义。
目前南昌地铁一号线采用的是接触网供电，但轨道交通二期、三期规划可能采用接触轨供电设计方案。
目前国内已有多家地铁使用接触轨供电，较为典型的有北京地铁十号线、武汉地铁、深圳地铁三号线，接触轨结构和安装工艺、运营维护等在国内已较为成熟，但靴轨关系理论研究较为空白。
实际上不论是接触网还是接触轨，其结构设计无非是为了受电弓（集电靴）从接触网（接触轨）上安全稳定的授流，以满足机车牵引用电，所以说靴轨关系和接触授流质量分析是接触轨系统的核心理论，同结构和安装工艺同等重要。
深入研究靴轨关系，有助于从根本上理解接触轨结构设计原理并促进接触授流式牵引供电的不断优化发展。
本问介绍了电接触基本理论，结合这些理论和参考文献对靴轨系统接触质量进行了分析，得出了靴轨电接触特点和影响靴轨接触授流质量的因素。
2 靴轨系统电接触的特点接触轨与取流靴之间的相互作用，主要是由二者之间的接触压力来支配的。
轨靴之间的接触压力与接触轨的平整度、取流靴的性能、车辆的弹性以及列车运行速度等一系列因素有关。
要保证机车良好取流，就必须保证轨靴之间接触压力的变化尽量小，且不超过规定范围，压力太小时，可能发生离线现象，伴随着就要产生电弧，烧伤接触轨和取流靴；接触压力过大，会引起轨靴局部磨耗加剧，缩短它们的使用寿命。
轨靴之间的接触压力己经成为衡量授流质量的标准。
接触压力的最佳值，应保证接触轨和取流靴有最小的机械磨耗，同时还要保证接触轨和取流靴间有一定标准的过渡电阻，以排除在停车时，发生接触轨出现过热或烧伤的可能性。
地铁车辆中一种三轨受流靴的安装与调节工艺研究
地铁车辆中一种三轨受流靴的安装与调节工艺研究摘要：受流靴是列车与地铁接触轨进行连接的受电装置，受流靴安装具有安装精度高、调节过程复杂、安装流程长等特点。
受流靴的安装不仅关系着受流靴自身设备安全性，还影响城市轨道列车的供电质量。
为保证受流靴与第三轨的良好受流，本文从工艺方面对受流靴的安装与调节进行研究，提出了适用于厂内生产的新的工艺流程，并对安装中遇到的问题提出了解决方案。
关键词：受流靴、安装与调节1绪论随着城市轨道交通的不断发展，三轨受流受到一些城市的青睐。
实际运营中，受流靴的安装位置，安装方式，静态接触力的调整，是影响受流靴性能的关键因素，若受流靴的安装不到位，静态接触力调整不合理，很有可能影响受流靴与第三轨的受流质量，甚至在第三轨断轨、道岔等第三轨断面处，造成受流靴撞击，减小受流靴的寿命，影响受流靴的安全运行。
为保证受流靴与第三轨的良好受流，有必要研究受流靴的安装与调试工艺。
三轨受流为厂内首次接触，相关的技术平台还不成熟，针对安装、调整、调试针对我企业来说都是一种新技术，文中首次对厂内三轨项目受流靴的安装工艺流程进行了探索，为厂内三轨与车辆段三轨轨距不一致提供了解决方案。
2受流靴的安装2.1受流靴的安装传统安装工艺中，受流靴直接与背板安装在一起，螺栓通过背板将受流靴安装在转向架两侧。
在整个工艺流程中，受流靴需待车辆落轮后进行安装和调节。
为了解决车辆厂动调线的第3轨轨距与地铁公司的第3轨轨距不一致的问题，保证厂内车辆调试工作能顺利进行，本文研究一种新的安装工艺流程。
在调试前特制过渡工装（如图1），以适应厂内的三轨轨距。
通过研究探索，最终的安装工艺流程为:第1次安装（二次落轮后）→限界试验→第1次拆卸车辆一侧受流靴→第2次安装（安装过渡工装后再安装受流靴）→调试→第2次拆卸（出厂）→第3次安装（售后）。
图1过渡工装受流靴模块安装所用螺栓为进口件，因为受流靴在流程上更换次数较多，为了保证螺栓的使用效果，根据供应商安装手册要求，相应的装紧固件只能使用一次，所以在出厂前安装、调整、动调时所用的紧固件为工艺螺栓（该工艺螺栓务必确保与进口螺栓强度上至少保持一致），则在厂内使用工艺螺栓，原装螺栓统一在售后安装。
电气化铁路专用电力变流装置对轮轨附着力的影响研究
电气化铁路专用电力变流装置对轮轨附着力的影响研究近年来，随着电气化铁路的快速发展，电力变流装置作为电气化铁路系统的关键设备之一，对铁路运行的安全性和可靠性起到了重要作用。
然而，亟需研究的一个问题是电力变流装置对轮轨附着力的影响。
本文旨在探讨电力变流装置对轮轨附着力的影响机理，并提出相应的解决方案。
电气化铁路专用电力变流装置是将输送给列车牵引电机的直流电能转换为列车需要的交流电能的装置。
这种转换过程不仅涉及电能的变换，还涉及功率的控制和调节。
因此，电力变流装置必须具备稳定可靠的性能，以确保电气化铁路的正常运营。
对于电力变流装置对轮轨附着力的影响，主要表现为两个方面。
首先，电力变流装置会引入一定的电磁波，对运行在铁路上的列车产生干扰。
这种电磁干扰对于列车的牵引力和制动力会产生一定的影响，进而影响轮轨间的附着力。
其次，电力变流装置的工作过程会产生一定的噪声，这种噪声会对列车的振动特性产生影响，进而影响轮轨间的附着力。
具体来说，电磁干扰会对列车的电力系统产生一定的影响。
由于电力变流装置工作时产生的电磁波，可能会对轨道电路产生一定的干扰。
尤其是在高速列车行驶时，这种干扰会导致轨道电路的信号传输出现故障，从而影响电力系统的正常运行。
同时，电磁干扰还会对列车的电子设备产生影响，进而影响列车的制动和牵引系统。
这种影响会直接影响列车的牵引力和制动力，从而影响轮轨间的附着力。
另一方面，电力变流装置的工作过程会产生一定的噪声。
这种噪声主要来自于电力变流装置中的电子元件的振动和运行时的电磁共振。
这种噪声会对列车的振动特性产生一定的影响，从而影响到轮轨间的附着力。
具体来说，这种噪声会导致列车的动力学特性发生变化，降低列车的游移性能，进而影响轮轨的附着力。
为了解决电力变流装置对轮轨附着力的影响，需要采取一系列的技术措施。
首先，可以对电力变流装置进行设计优化，减少电磁干扰和噪声的产生。
例如，可以采用隔离技术和滤波技术，有效地减少电力变流装置对轨道电路和列车电子设备的干扰。
电客车带负荷降靴拉弧影响研究
电客车带负荷降靴拉弧影响研究摘要：电客车在静态带负荷的工况下直接降靴容易产生拉弧造成靴轨烧损，为验证电客车带不同负荷工况下降靴的拉弧影响，本文通过对电客车带不同负荷降靴试验进行研究分析，在静态下带空调负荷降靴且降靴存在不同步时，降靴慢的集电靴容易产生拉弧现象，持续时间长将造成接触轨烧伤，影响后续列车正常通行。
在日常运营中，电客车在静态下应明确切除空调负载后才能降靴。
关键字：地铁；集电靴；带负荷降靴；拉弧1.概述广州地铁14号线和21号线是采用的第三轨供电的方式，供电电压DC1500V，在运营过程中出现过接触轨烧伤情况，经调查为降靴操作过程中降靴前电客车未分主断和空调，带负荷降靴。
为验证电客车带不同负荷工况下降靴的拉弧影响，广州地铁特组织电客车带负荷降靴试验。
试验共设置了7种工况，其中在开空调、合主断、空压机启动，负荷较大且未切除负荷时模拟降靴不同步会产生持续拉弧并严重烧蚀接触轨。
2.试验情况图1 试验车集电靴编号示意图2.1 各阶段工况下打火拉弧情况表1 各阶段试验结果对比表3.拉弧现象分析拉弧是由于绝缘击穿，放电通道的一种放电现象，当电路电压大于10～20V，电流不小于80～100mA时，分开回路便容易产生电弧。
电弧的实质是一种气体放电现象，由三部分组成，包括阴极区、阳极区和弧柱区。
图2 电弧组成当集电靴刚分离时，突然解除接触压力，阴极表面立即出现高温炽热点，产生热电子发射；同时，由于两者间隙很小，使得电压强度很高，产生强电场发射。
从阴极表面逸出的电子在强电场作用下，加速向阳极运动，发生碰撞游离，导致间隙中带电质点急剧增加，温度骤然升高，产生热游离并且成为游离的的主要因素，此时，在外加电压作用下，间隙被击穿，形成电弧。
根据电弧的发生机理可知，分断电流越大，电弧的温度越高，弧柱区气体电离程度和热发射作用越强，则电弧燃烧越稳定，且本次试验环境干燥，粉尘较少，也是影响电弧持续燃烧的重要因素。
4.整改措施根据试验结果，在静态下关空调、分主断、空压机不启动时（负荷电流≤15A），降靴，不管降靴是否同步，对靴轨无影响；在静态下关空调时，带主断或空压机负荷时（负荷电流≤ 19A），降靴对靴轨影响较小；静态下在开空调后，负荷电流上浮明显（≥123A），而集电靴的降靴过程是一种复杂的机械、电路和气路的协同控制，难以实现整列车6组集电靴精准同步，当带空调大负荷降靴时，最后离开接触轨的集电靴将被迫向整列车供电，从而造成集电靴大电流，且大电流造成空气电离产生吸力进一步阻碍集电靴下降，导致靴轨间拉弧，对靴轨造成灼伤。
浅谈城市轨道交通供电弓网关系故障与应对措施
浅谈城市轨道交通供电弓网关系故障与应对措施摘要：城市轨道交通供电的弓网关系的故障，由于其复杂的故障现象及对运营造成的严重的危害都给应急故障处理带来巨大的难度，调度员在故障判断、行车调整和客运组织上稍有不慎，就会造成地铁运营秩序混乱，给公司形象带来不良影响。
为了提高该类型故障处理效率，现将近年来线网发生典型弓网关系故障进行分析，希望籍此能提高城市轨道交通供电连续安全运行。
关键词：弓网关系；应对措施一、弓网/靴轨关系故障常见类型概况：弓网靴/轨关系故障常见故障类型一般有供电故障、车辆故障、外部原因等。
其中又分为重合闸成功和不能重合闸成功两种情况。
引起重合闸不成功又可能是变电所和线路故障等原因。
下面通过案例就引起弓网关系故障的这几种情况进行判断分析。
案例1：2008年5月23日农讲所至公园前下行接触网断线故障，影响运营95分钟，故障原因：接触网断线。
故障发生后，1A4、1A5区短时失压瞬间重合闸成功，随后再次发生跳闸后重合闸不成功，1A5区处在失电状态，车辆无故障显示，高压室报火警。
此类故障属供电设备故障引起，故障发生时变电所直流馈线开关跳闸且重合闸不成功，列车不能降弓或降弓后，调度试送电越区、单边仍不能成功送电时，基本上可以判断出是接触网断线、受电弓反弓等短时间无法修复的故障。
案例2：2008年8月25日沥厦区间列车发生异响接触网瞬间跳闸事件，影响运营8分钟，故障原因：列车受电弓第二根碳滑条左侧碳层部分有三分之一丢失。
因列车故障导致接触网跳闸，最常见的就是列车牵引部分高压部件烧坏，对地短路，此时列车会显示VVVF红点、主断分合灯不亮。
当因为列车故障导致接触网跳闸时，列车没有明显的故障显示，现场人员有报过打火花、爆炸声等异常情况。
且变电所直流馈线开关因为列车故障自动重合闸成功。
故障车一旦升弓动车接触网就会再次出再跳闸，只有将故障车降弓接触网才能正常保持带电状态。
案例3：2010年5月31日五号线电客车集电靴被刮事件，影响运营29分钟，故障原因：区间设备房铁门侵限，刮到集电靴造成跳闸。
城市轨道交通接触轨受流方式应用分析
城市轨道交通接触轨受流方式应用分析摘要：近些年来，我国城市轨道交通行业的发展水平不断提升，而车辆供电方式对城市轨道交通运行效率具有直接影响。
本文针对城市轨道交通接触轨受流方式应用展开分析，介绍了接触轨系统，并提出具体的受流方式，希望能够为相关研究人员起到一些参考和借鉴。
关键词：城市轨道交通；接触轨系统；受流方式在当前阶段城市轨道交通所采用的供电方式具体包括两种类型，分别为接触轨和接触网，在应用接触轨供电方式时，需要充分分析其受流方式，并采取有效措施加以优化，从而全面提升城市轨道交通运行水平。
一、接触轨系统概述（一）电压等级接触轨电压等级种类相对较多，需要结合IEC标准对直流牵引供电电压等级加以规定。
国外接触轨电压通常为1000V以下，而国内接触轨系统通常为直流750V。
近些年来，我国逐渐对直流1500V的接触轨加以使用，许多城市的地铁都对DC750V供电进行采用。
在相同条件下，接触轨供电比的供电牵引变电所数量逐渐减少，这可以使供电系统成本得到降低。
随着供电电压的持续升高，可以提高回流轨的对地电位，对绝缘材料也有了更为严格的要求[1]。
（二）接触轨材料对于接触轨材料，其具体包括两种类型，分别为低碳钢与钢铝复合材料。
在早期，主要采用低碳钢作为具体的接触轨材料，在实际使用低碳钢时，其损耗相对较小，而且制作相对简单，可以降低价格，但由于其重量相对较大，经济性较低，电阻较高，进而导致低碳钢逐渐被淘汰。
目前，对钢铝复合型材料进行了有效应用，而在轨道交通系统当中所采用的低碳钢，其有着许多的接触轨型号，与其相比，钢铝复合型材料的特点主要表现在以下几个方面。
首先，钢铝复合接触轨电阻小。
在20℃环境下，4000A接触轨的电阻只达到6.7μΩ，低碳钢接触轨的电阻则为21μΩ，由此可以看出钢铝复合型接触轨的电阻相对较小。
其次，钢铝复合接触轨导电率较高。
对比低碳钢，钢铝复合轨的成本虽然相对较高，但其具有明显的节电效果，而且还可以减少磨损，通常在5年内便可以使初期增加的投资得到收回。
浅谈城市轨道交通车辆受流方式
浅谈城市轨道交通车辆受流方式摘要：介绍接触网和三轨两种车辆受流方式的优缺点和工作原理，从供电方式和城轨车辆两个方面，电压、能耗、可靠性、检修、人身安全和工程造价多个角度，全面对比两种不同受流方式的优缺点，为城轨车辆受流方式选择提供理论参考。
关键词：能耗检修可靠性一、概述城市轨道交通车辆通过受流器与接触导线（接触网或三轨）滑动接触，从供电电网吸收电能。
受流器是车辆与固定供电装置之间唯一电连接环节。
城市轨道交通常用的受流装置包括受电弓和受流器两种。
二、城轨供电电压选择城市轨道交通一般采用直流供电系统，目前世界各国城市轨道交通供电电压大多为DC600V~DC3000V。
我国城市轨道交通供电系统标准电压等级包括DC750V和DV1500V两种,与国际电工委员会推荐的电压等级保持一致。
电压等级为DC750V的供电系统，采用三轨与受流器接触的方式受流，北京、天津地铁多采用此供电方式。
DC1500V多采用接触网与受电弓接触的方式受流，广州地铁1、2、3号线和深圳地铁1号线等采用此供电方式。
也有少量DC1500V采用三轨与受流器接触的方式受流，如广州地铁5、6号线。
三、供电电压与能耗变电所电源功率基本上是不变的。
由P=UI可知，电压越高，电流越小。
Q=I2Rt 可知，电流越小电路损耗越小，电能损失越小。
由U=U0-IR可知，电路电阻一定，电流越小，线路电压损失越小。
由此可知，DC1500V供电电压较DC750V供电电压，电能损失小，节省电能；电压损失减小，变电所供电臂长度增加，可以适当减少变电所数量，降低建造成本。
四、两种供电受流装置特点受流装置作为车辆与供电系统唯一的电气连接环节，保证列车正常运营过程中起着至关重要的作用，下面以应用较多的DC750V三轨与受流器和DC1500V 受电弓与接触网受流方式为例，比较一下两种受流方式的特点。
工作原理受流器与三轨接触后，从电网取得电流通过，依次经过碳滑靴，受流臂，熔断器后，再通过电缆线进入车辆电气系统。
靴轨接触特性分析研究
靴轨接触特性分析研究摘要：在轨道交通牵引供电系统中，靴轨拉弧及磨耗现象影响设备运行质量。
通过分析靴轨电接触及电客车运行取流情况，结合电客车运行模式的调整进行测试验证，提出改善措施。
关键词：端部弯头、拉弧、磨耗0 引言广州轨道交通二十一号线接管运营以来，在接触轨设备检修维护过程中，接触网人员发现部分渡线区域端部弯头有明显拉弧打火情况，以及严重磨耗痕迹。
为提升设备运行质量，根据现场接触轨布置情况及电客车运行工况进行分析研究。
1 靴轨接触特性分析电客车集电靴与接触轨在微观上总是凸凹不平的，根据电接触理论，即使集电靴与接触轨之间有很大的接触压力使接触部分相互压紧，也只有少数的点——导电斑点实际发生了真正的接触，电客车正是通过这些导电斑点取流。
为匹配集电靴进出的需求，端部弯头呈一定坡度布置，集电靴与接触轨端部弯头接触时，集电靴呈水平状态。
在集电靴进入端部弯头表面时(如图1)，接触面较小。
此时如果电流较大，则列车取流引起的能量集中加热导电斑点，使其温度迅速上升，直到接触面材料熔化。
在接触间隙充满高温金属蒸气的条件下形成电火花，大量的电火花汇集成强烈的电弧现象。
同时，靴轨接触伴随着列车振动，电气与机械磨损共同作用，加剧了端部弯头磨耗的产生。
图1 靴轨接触打火示意图在集电靴与接触轨弯头分离过程中(如图2)，接触压力逐渐下降，接触面积减小，导电斑点数量下降。
列车取流引起的能量集中加热最后分离的导电斑点，使其温度迅速上升，直到接触面材料熔化。
在接触间隙充满高温金属蒸气的条件下形成电火花，大量的电火花汇集成电弧。
图2 靴轨分离打火示意图因此，在端部弯头区域，靴轨分离或接触时，列车集电靴取流越大，则接触点产生的能量越大，出现打火的几率越大，打火程度也越严重，对接触轨损伤越严重。
2 电客车运行分析以二十一号线某站点出站渡线区域为例进行分析，电客车出站时速度曲线、DCU电流曲线如图3、图4所示。
电客车以加速启动，速度达到41km/h后开始匀速行驶，通过道岔区后再次加速启动。
广州地铁知识城线车辆集电靴运用情况研究
第25期2019年9月No.25September ，2019冉春燕（广州地铁集团有限公司，广东广州510000）作者简介：冉春燕（1990—），女，重庆人，技术助理，硕士；研究方向：城市轨道交通车辆。
江苏科技信息Jiangsu Science &Technology Information广州地铁知识城线车辆集电靴运用情况研究摘要：广州地铁知识城线采用B8型车，正线采用接触轨受流，集电靴品牌有Schunk ，Stemmann 和中通3种。
文章对广州地铁知识城线车辆集电靴运用情况进行分析，介绍了集电靴系统的组成、机构及主要技术参数，研究分析了导致绝缘摆臂裂纹、无法降靴的主要因素与处理方法，为分析处理集电靴故障提供思路，保障集电靴系统状态正常。
基于集电靴碳滑板厚度数据，分析了碳滑板磨耗情况，预测了碳滑板磨耗到限时间，为合理安排碳滑板更换周期提供参考，保障地铁车辆正线运营质量及安全。
关键词：集电靴；裂纹；降靴；磨耗中图分类号：F572.88文献标志码：A引言广州地铁知识城线采用B8型车辆，6节编组，最高速度达120km/h ，正线采用DC 1500V 接触轨受流，运用库及出入库线采用DC 1500V 接触网受流，在出入库线处设置转换轨。
接触网的受流装置是受电弓，接触轨的受流装置是集电靴。
广州地铁知识城线B8型车辆采用气动式下部受流集电靴，并在全线架设防护罩，具有良好的防护性能及安全性能。
集电靴安装在转向架的侧面构架上，每列车共有12个集电靴，分布在每个单元的1架、4架、6架左右两侧。
集电靴碳滑板与接触轨接触从而获取直流电源，高压电缆将电能提供给列车，实现整个列车的供电。
广州地铁安装3个品牌的集电靴，本文对广州地铁知识城线车辆集电靴应用情况进行分析，介绍了集电靴系统的主要技术参数、工作原理、维护要点及常见故障处理方法，为分析、处理集电靴故障提供思路，有利于保障地铁车辆运营安全［1-2］。
基于集电靴碳滑板厚度数据，分析碳滑板磨耗情况，预测碳滑板磨耗到限时间，有利于合理安排碳滑板更换作业、科学制定物资采购计划、保障列车设备性能安全可靠。
地铁第三轨供电方式靴轨不正常关系研究鲍鸣
地铁第三轨供电方式靴轨不正常关系研究鲍鸣发布时间：2021-08-17T08:14:03.937Z 来源：《电力设备》2021年第6期作者：鲍鸣[导读] 地铁作为国内城市主流的快速公共交通，其中接触轨又是为列车提供电能的必要途径，在工程设计准备阶段、施工阶段所形成的接触轨安装成果，都直接与接触轨的投入使用的质量、效能有着紧密的联系，接触轨其安全性、可靠性直接影响电车的出行安全。
鲍鸣（无锡地铁集团有限公司无锡市214171）摘要：地铁作为国内城市主流的快速公共交通，其中接触轨又是为列车提供电能的必要途径，在工程设计准备阶段、施工阶段所形成的接触轨安装成果，都直接与接触轨的投入使用的质量、效能有着紧密的联系，接触轨其安全性、可靠性直接影响电车的出行安全。
1、接触轨常见不正常磨耗的发生接触轨与电客车两者的相对关系，所表现出的靴轨导高及受力点的变化，是限制电客车速度提高的直接因素，在较高的车速情况下，任何细微的偏差可能导致集电靴发生剧烈的波动，机械上的失稳，又进一步引起了电流增强、电弧发生等电动作，在复杂情况下，接触轨本身出现了波浪面、硬点，特指接触轨金属面出现不够不平整的情况，都是触发异常磨耗的内部条件，断口处进行离线的切换带来的机械冲击、轨道线路条件、电客车自身晃动，也是触发异常磨耗的外部条件，一旦形成了固定的磨耗点，二次机械冲击、电弧的叠加形成更加复杂的不均匀磨耗，即为异常磨耗，甚至导致机械摩擦、集电靴刮损。
2、集电靴碳滑板、断口端部弯头的设计与分析碳滑板因接触滑行受到的不同条件外力作用，困难情况下，会产生不均匀磨痕以及凹凸块状磨耗。
不均匀磨耗是磨耗不均匀的分布在集电靴碳滑板上，导致集电靴碳滑板发生不规则变形。
磨耗形成一定规模以后，按行车速度会继续在这个特定磨耗区域加剧，靴轨关系的变化，增加的靴轨接触滑行障碍，降低了靴轨接触性能，由于地铁电客车每天行车频率、次数高达数百次，会反复接触继续影响该部位的磨耗。
城市轨道交通第三轨供电系统集电靴的力学性能试验研究
城市轨道交通第三轨供电系统集电靴的力学性能试验研究尹洪权;薛海峰;张煜超;魏瑞霞【摘要】城市轨道交通第三轨供电系统集电靴的安装不仅关系着其自身设备的安全性，还影响城市轨道交通列车的供电质量，介绍了集电靴力学性能试验的传动和测试原理，确定了集电靴力学性能试验的方案。
通过试验研究得到集电靴的静态刚度、等效阻尼等参数，为集电靴力学模型的建立、集电靴的设计与维修提供数据资料。
%The installation of collector shoes in third rail power supply system is closely related to the safety of the equipment itself,and the power supply quality for urban rail transit.In this paper the transmission and testing principles of current shoe's mechanical property testing are introduced,and a scheme of mechanical property testing is determined. Parametersof current shoe are obtained by experimental study,which include static stiffness and equivalent damping,and provide informa-tion for the establishment of mechanical model,the design and maintenance of current shoe.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2016(019)002【总页数】4页(P101-103,124)【关键词】集电靴;力学性能;压力传感器【作者】尹洪权;薛海峰;张煜超;魏瑞霞【作者单位】中国中车南京浦镇车辆有限公司，210031，南京;中国中车南京浦镇车辆有限公司，210031，南京;中国中车南京浦镇车辆有限公司，210031，南京;中国中车南京浦镇车辆有限公司，210031，南京【正文语种】中文【中图分类】TM922.6Author′s address CRRC Nanjing Puzhen Co.,Ltd.,210031, Nanjing,China随着城市轨道交通的大规模快速发展,集电靴与第三轨的应用也越来越广泛。
城市轨道车辆双受流模式自动转换控制
城市轨道车辆双受流模式自动转换控制摘要：现有城轨车辆高压受流方式为受电弓或受流器中的一种，在使用过程中仅需要控制受流设备升、降，受流控制方式简单，只需要考虑受流使能。
区别于单一受流模式现有轨道交通车辆受流出现了同一线路正线和车辆段内的两种受流方式，在正线为受流靴/接触轨受流，车辆段为受电弓/接触网受流，车辆出库时需由受电弓模式转换为受流靴模式，回库时受流靴模式转换为受电弓模式，车辆必须在固定区间内完成受流模式的转换。
转换过程需要从高压隔离、转换过程、受流状态判定等方面综合考虑转换过程的安全性，且需司机按照固定的操作流程执行，操作流程繁琐。
且转换过程各个时间节点难以把控，受机械装置动作时间不固定的制约，影响车辆出入库的效率。
针对该技术缺陷提出受流转换自动控制方案，通过综合网络控制单元TCMS和逻辑控制单元LCU对车辆各状态的采集、诊断后执行自动控制，以尽可能减少人为操作，减少司机判断和复杂的操作程序带来的失误。
关键词：轨道交通；模式转换；受流模式；受流控制；自动转换。
1.概述目前地铁车辆受流方式主要为受电弓或受流靴两种，通常情况下车辆仅使用一种受流方式。
受电弓受流方式接触网全线贯通；受流靴受流方式由于维护安全性在车辆段内通常不布置三轨，常规库内动车需要通过滑触线或蓄电池牵引动车，但滑触线方式需人工操作，操作费事，出入库时需要车下人员配合，另外也存在司机误动车导致滑触线断裂情况。
随着发车效率提升的需要，正线和车辆段内设置两种受流方式，车辆出入库时在固定区间完成供电模式转换。
受流转换在特定位置触发，进行高压隔离、转换操作、受流状态判定等方面综合考虑操作过程的安全性，且需司机按照固定的操作流程执行，操作流程繁琐。
此过程中的各个时间节点难以把控，受司机操作及机械装置动作时间不固定的影响，各流程操作需要考虑最大耗时情况，影响车辆出入库的效率。
根据实际应用情况考虑采用高压受流模式自动控制方案，通过车辆网络控制单元和逻辑控制单元对车辆状态的采集、诊断并执行自动控制，以尽可能减少人为操作，减少司机判断和复杂的操作程序带来的失误，为车辆提供高效可靠的保障。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
地铁车辆供电中的靴轨授流影响分析
摘要：接触网供电形式在地铁上的应用目前还是比较普遍，地铁的牵引供电与
接触轨的授流质量都是直接影响到供电的质量的关键因素。
本文主要对靴和接触
轨授流的影响进行分析。
关键词：牵引供电；接触轨；集电靴；授流；电接触
1前言
地铁供电系统中对靴轨的影响关系研究还是比较空白，而实际上无论是是接触网还是接
触轨，都是为了满足地铁列车牵引供电，本文对电接触基本理论进行阐述，并结合靴轨系统
接触的质量进行分析。
2 靴轨系统电接触的特点
接触轨与取流靴之间的相互作用，主要是由二者之间的接触压力来支配的。
轨靴之间的
接触压力与接触轨的平整度、取流靴的性能、车辆的弹性以及列车运行速度等一系列因素有关。
要保证机车良好取流，就必须保证轨靴之间接触压力的变化尽量小，且不超过规定范围，压力过小时，可能发生离线现象，这就有可能产生电弧，烧伤接触轨和取流靴；接触压力过大，会引起轨靴局部磨耗加剧，缩短它们的使用寿命。
轨靴之间的接触压力己经成为衡量授
流质量的重要标准之一。
接触压力的最佳值，应保证接触轨和取流靴有最小的机械磨耗，同
时还要保证接触轨和取流靴间有一定标准的过渡电阻，以排除在停车时，发生接触轨出现过
热或烧伤的可能性。
列车静止不动时，靴轨系统表现为固定电接触，出现的主要现象和问题是接触电阻、接
触温升和接触熔焊。
列车运行时，靴轨系统具有滑动电接触的特点，除了固定电接触的问题外，还有接触轨与取流靴之间的摩擦、润滑及磨损等问题。
靴轨系统接触区域无论如何加工、打磨再加上运行过程中的相互磨损，接触区域在微观上总是呈现凸凹不平。
即使接触轨和取
流靴之间具有很大的接触力，在接触区域也只有少数的点（小面）实际发生了真正的接触，
这些实际接触的点（小面）承受着全部的靴轨接触力。
由于接触轨表面一般都覆盖着导电不
良的氧化膜或其他种类的杂质，在实际接触小面内，只有少部分氧化膜被压破的地方才能形
成电的直接接触，电流实际上只能从这些更小的接触点中通过。
通常把实际发生机械接触的小面称为“接触斑点”，接触斑点中那些形成金属或准金属接
触的更小面（实际传导电流的面）称为“导电斑点”。
3 靴轨系统的接触电阻
由于接触轨向取流靴的电流在导电斑点附近发生收缩，使电流流过的路径增加，有效导
电面积减小，因而出现局部的附加电阻，称为“收缩电阻”。
电流通过接触区域时还会遇到准
金属接触，电子通过极薄的膜时还会遇到另一附加电阻，称为“膜电阻”。
这两部分附加电阻
在电路上是串联的，相加后的总电阻构成靴轨系统的接触电阻。
接触电阻是表征靴轨电接触
特征的参数之一。
如果通过导电斑点的电流增大或接触电阻增高，则接触点的压降必然增大，导电斑点和
收缩区内的温度亦会相应增高，当温度达到接触轨或取流靴滑块材料的软化点或熔化点时，
导电斑点及其附近的接触轨或取流靴滑块就会发生软化和熔化。
实际上，新开通的地铁中取
流靴滑动次数较少的接触轨表面均有一层导电率较差的表面膜。
在靴轨滑动接触过程中，出
现电火花的现象较明显。
随着取流靴滑动次数的增加，接触轨的表面膜逐渐被破坏，此时的
接触电阻只剩收缩电阻部分。
可见，靴轨系统的接触电阻与取流靴滑块及接触轨材料的电阻率、导电斑点数目、接触硬度、接触力大小有关。
准确计算靴轨系统的接触电阻比较困难，
通常进行估算或通过试验得到。
4 靴轨系统电接触稳态热效应
电客车停车时，其内部附属设备的运转仍需通过相对静止的靴轨接触点获取电能。
由于
接触电阻的存在，当电流通过接触点时必然产生焦耳热，使靴轨系统接触点局部区域温度升高，严重时温升可达到取流靴滑块或接触轨材料的软化点、熔化点，而接触材料的软化容易
造成取流靴滑块和接触轨的磨耗加剧。
通过靴轨接触区域的电流越大，或者接触电阻越高，
则接触点温升亦会相应变大；另外，接触轨与取流靴材料的电阻率也是接触点温升的主要影
响因素。
为保证高速及重载情况下靴轨系统的正常运行，接触轨与取流靴材料必须具备良好
的电气性能。
5 靴轨系统的电火花和电弧现象
在靴轨滑动接触过程中，当取流靴滑块与接触轨实际导电面的面积较小、接触电阻较高
及列车的取流较大时，电流通过导电斑点产生的热量使导电斑点的温度迅速上升到一定程度
而形成电火花，或因靴轨相对滑动导致导电斑点断裂，取流靴与接触轨凸出部脱离接触时也
会形成电火花。
上述两种情况在靴轨滑动接触中比较常见，甚至在列车低速运行情况下也能
见到。
电火花的能量较弱，对靴轨系统的影响有限。
需要说明的是：此时靴轨系统并未出现
机械脱离或接触力不足的现象。
而在电动列车高速运行过程中，因各种原因导致取流靴与接
触轨整体分离或部分分离，在两者接触区域最后分离前的瞬间，列车电流通过接触电阻引起
的热能集中加热最后分离的导电斑点，使其温度迅速上升到材料沸点而引起爆炸式气化。
当
靴轨恢复接触后，电弧熄灭。
靴轨之间的电弧拉长到一定距离后也会熄灭。
高速运行的列车，其靴轨系统的电弧弧根要么与靴轨一起快速移动，要么在很短的时间内熄灭，尽管电弧温度
很高，但其热流对靴轨系统的侵蚀却有限，对靴轨系统的影响也有限。
高速运行中的电弧对
环境产生影响，但却能保证电动列车取流的连续性，这对滑动接触下的能量传输非常重要。
取流靴的升或降一般为无负载或小负载操作，虽然靴轨接触或脱离瞬间会产生电火花现象，但不会带来严重后果。
而带大负载操作取流靴升降或电动列车带负载进出无电区均能导
致靴轨间产生强烈的燃弧现象，此种情况下电弧根部在取流靴滑块与接触轨的固定部件上长
时间燃烧，电弧热流会对靴轨系统带来严重后果，这种情况是不允许的。
6 硬点对靴轨电接触的影响
电力机车在运行过程中，其取流靴同接触轨接触面处于滑动摩擦状态，为保证正常取流，靴轨间存在一定的接触压力，由于某些原因会引起靴轨间接触压力、相对位置和速度的突然
变化，致使靴轨关系产生瞬态变化，这种瞬态变化达到一定量化标准，我们便称之为硬点。
接触轨硬点是评价和衡量城市轨道交通靴轨关系一个重要参数之一。
接触轨硬点危害主
要有以下三个方面。
一是造成接触轨和取流靴之间发生水平和垂直方向的撞击，加大接触轨和取流靴局部的
机械磨耗。
长期运行，会造成接触轨和取流靴的磨耗异常，影响靴轨接触质量甚至引发靴轨
事故。
二是导致靴轨接触不良、在瞬间发生接触轨和取流靴机械脱开，我们称这种现象为“离线”。
离线发生时，会伴有火花或电弧产生，烧伤或者熔化取流靴滑块或接触轨表面，形成麻面，加速接触面电化腐蚀。
从电气原理上讲，机车取流靴离线时空气的电阻是非线性的，使
机车电流骤变，产生冲击电流和瞬时过高压、高次谐波，降低供电质量，对机车牵引电机、
牵引变压器及供电系统构成危害。
三是对周围的环境产生强烈电磁波和辐射，污染环境，并对周围通信线路产生干扰。
参考文献：
[1]于松伟.我国地铁接触轨技术发展综述与研发建议[J].都市快轨交通，2004，（02）.
[2]朱俐琴.城市轨道交通系统供电制式与受流方式分析[J].电力机车与城轨车辆，2003，（03）.
[3]吴积钦，钱清泉.受电弓与接触网系统电接触特性[J].中国铁道科学，2008，（03）.。