高速铁路受电弓

高速铁路受电弓V型槽滑板

项目建议书

一、项目概论

1、项目名称：高速铁路受电弓V型槽滑板

“专利名称：一种高速铁路不间断输电装置，

专利号：20110105292.7（附件1）

2、项目发明人：傅元韬

3、项目总策划人：张勇

4、项目实施人：傅麟

5、项目特征：

本项目“高速铁路受电弓V型槽滑板”涉及高铁技术弓网受流的“咽喉部件”，这是高铁运行的核心关键技术之一。

当代高速铁路受电弓工程实践，存在严重的“带电弧运行”问题，这是制约高速铁路发展的瓶颈。

现有受电弓技术仅仅适用低速电力轨道交通，已经完全不能适应高速铁路工程实践。

通过本项目，改变受电弓的滑板结构，技术结构，增加弓网受流的稳定性，改善抑制弓网系统有害振动,确保受电弓与接触网系统相互适应、合理匹配,可以降低运行电弧（支持时速600公里，根本消除二级以上电弧），改善弓网关系，

提高受电弓及接触网线的运行寿命。进而提高机车运行速度，提高高铁安全系数。

六项目具备的条件：

实现本项目的滑板生产条件成熟（自润滑浸金属碳滑板材料或导电陶瓷）、技术条件成熟（铝钛型材散热器、限位滑动轴承），组合成产品就是中国创造，这是当今中国高铁的迫切需要。

二、项目提出依据

电力机车速度不断提高，原来使用在低速轨道交通的导致弓网，由于提高速度，受流过程电弧加剧,已经严重制约了高速铁路的发展。京沪高铁频频弓网事故就是证明。现有受电弓结构已经不能适应中国高铁的发展需要，必须改革，脱胎换骨，从根本上解决问题。

本项目涉及“弓网受流”，这是高铁十大关键技术之一。

究其原因，为什么受电弓电弧打火严重？

一则承载巨大电流的接触网导线工作面是一个圆弧，滑板是一个平面，两者受流结合只能是一个微小的以每小时300公里以上速度迅速跳跃滑动的象刀刃一样时续时断细窄的线。

二则弓网受流过程不可避免存在相互受力波动。当机车以时速300公里以上的速度，受电弓用约7公斤的压力，在不断波动震荡的细线上划过，把巨大的电能传输下去，这只

能是一个“危险丛生的刀尖上的舞蹈”，频频不断的电弧过程。

现有受电弓技术，承载巨大电流受流关键的只能是一个微小的以每小时300公里以上速度迅速跳跃滑动的细线。这个细线缺乏安全性，缺乏稳定性，这个点只能不间断地形成离线电弧，制造麻烦。

这是一个显而易见的严重的技术错误，现有受电弓滑板已经完全不能适应高速铁路的需要。必须改革。如果中国高铁既要走在世界前列，又不改革创新，墨守成规，中国高铁就没有希望。中国的高铁事业即将被这个“卡脖子”环节活活扼杀葬送。

京沪高铁多次事故原因都是受电弓与接触网惹的祸，弓网事故已经是中国高铁前进路上扼住咽喉的一只拦路虎。

解决这个问题的出路只能是：

一则扩大受流接触面，降低受流点电压，把一个不稳定的点转变成一个相对安全稳定丝丝入扣的弧面。

二则通过稳定的弧面减少受电弓对接触网导线的压力和震荡波动，减少电弧和对接触网导线的侵蚀磨损。形成新的相对和谐稳定的弓网受流关系。

三则V型槽滑板弓网受流关系摩擦面增大，增加高效散热器，降低V型槽温度。

四则原滑板是线在滑板上左右滑动，以适应机车转弯线位的变化。现在接触网导线被V型槽固定在槽内，只能增加限位滑动轴承，依据线压力导向，灵活地左右移动。

五则限位滑动轴承与横梁轨道必须绝缘，否则轴承滚动也会形成打火。电能通过导线把引下去。

本项目“高速铁路受电弓V型槽滑板”是对现有受电弓滑板结构的改革：

1、把滑板平面变成V型槽，接触网导线在槽内滑行。V 型槽底部与接触网导线工作面弧形相吻合，受流关系由一个细线转化成一个配合度极佳的弧面（有效接触面约扩大30倍），减少弓网波动性。增加受流稳定性，增加抗御各种自然灾害的能力。V型槽长度大于或等于原滑板宽度，V型槽底厚度与原滑板相同。

2、因为滑动摩擦面积增加，所以必须增加散热能力。V 型槽下面是高效空气散热器，散热器与V型槽底结合部弧度吻合相同，有螺丝固定。V型槽上沿不摩擦部分由铝钛空气散热器专用型材延伸替代，增加空气散热系数。散热器的散热片通过空气流动把热力带走。散热片必须设计合理，既要稳定散热又不能形成新的噪音。

3、滑板材料导电性极佳，散热器铝钛型材也是导电性极佳。限位滑动轴承和横梁材料是绝缘体，电力通过接触网传递给滑板散热器，通过导线传递给机车。

4、散热器下面是限位滑动轴承，限位滑动轴承在横梁轨道上可以自由动作，增加灵活性。限位滑动轴承与散热器固为一体，横梁与原滑板位支架固为一体。

5、请看专利附图（附件2）：A.侧视图，B.顶视图，C.前视图，D.V型槽顶视图，E.V型槽前视图。图1是散热器，图2是V型槽，图3是限位滑动轴承，图4是受电弓固定轨道横梁。

6、附件3、附件4、附件5、附件6是三维仿真彩色图。

工作中，接触网导线工作面在V型槽内配合密切和谐稳定地滑动，形成新的弓网受流关系，把电能稳定地传递给机车。

V型槽滑板与原滑板相比较：

1、接触网导线工作面与V型槽底弧形相配，形成较稳定的滑动受流关系，保证接触网导线始终在V型槽内运行，减少接触网的局部和整体的震动波，根本上消除了弓网离线的可能。导线在这里只能滑动接触，根本消除较大电弧（不包括接触网导线工程自身的结节硬点），真正实现不间断供电。

2、减少接触网导线抬升量（弓压小于7公斤），减轻弓网磨损量。

3、由于限位滑动轴承，V型槽受电弓自由随线性大幅度提高。

5、横梁是绝缘体，滚动轴承也是绝缘体。电流通过导线把电力传输下去，不存在滚动轴承打火问题。

6、V型槽滑板贵重材料使用量成倍减少，降低成本。除磨损件以外，铝钛型材散热器，限位滑动轴承和横梁轨道都可以重复使用。绿色环保可循环生产。磨损件可以定期更换，更换废品生产单位回收，彻底循环利用。

7、V型槽受电弓与原受电弓滑板的前后R处理近似。制作使用的材料也完全相同。

良好和谐的弓网关系是确保列车稳定可靠地受流的基本前提。

通过本项目，扩大弓网接触面（约30倍），减轻了弓网接触压力。有效抑制了弓网系统的有害振动,确保受电弓与接触网系统相互适应、合理匹配，增加稳定性，不存在弓网离线。

减少接触导线抬升量，减少弓网磨损。减轻受电弓振幅。提高受电弓追随性，提高散热性。形成弓网受流动力学新一代的物质基础。

在高速移动的弓网受流过程中，受流强电化学；自然界灰尘沙尘、风霜雨雪；微观分子剧烈滑动摩擦；诸多苛刻条件下，绝对消除打火是不可能奢望的。