電力機(jī)車接地裝置的消弧方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及接地裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種電力機(jī)車上使用的接地裝置的消弧方法。電力機(jī)車接地裝置的消弧方法，所述電力機(jī)車接地裝置包括設(shè)置在刷架上的接地碳刷和消弧碳刷，接地碳刷和消弧碳刷的底部與刷架之間都設(shè)置有使碳刷頭部與圓形摩擦銅盤緊密接觸的彈簧，在接地碳刷與摩擦銅盤之間，消弧碳刷與摩擦銅盤之間分別施加不同的壓力，施加在接地碳刷與摩擦銅盤之間的壓力小于消弧碳刷與摩擦銅盤之間的壓力。本發(fā)明通過對接地碳刷與摩擦銅盤之間，消弧碳刷與摩擦銅盤之間分別施加大小不同的壓力，從而實(shí)現(xiàn)接地碳刷既具有較長使用壽命，又能避免接地裝置在強(qiáng)烈振動(dòng)工況下由于接地碳刷與摩擦銅盤分離后，導(dǎo)致二者之間產(chǎn)生高電壓發(fā)生起弧燒損。
【專利說明】電力機(jī)車接地裝置的消弧方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及接地裝置領(lǐng)域，尤其涉及一種電力機(jī)車上使用的接地裝置的消弧方法。
【背景技術(shù)】
[0002]有軌電力機(jī)車通過接地裝置將電力機(jī)車由受電端導(dǎo)入的電流，經(jīng)車軸、車輪、鋼軌導(dǎo)入大地，保證有軌電力機(jī)車正常工作。有軌電力機(jī)車接地裝置的工作原理是通過相對位置固定的碳刷與旋轉(zhuǎn)車軸上的摩擦銅盤相接觸，使電流流經(jīng)二者形成回路。為了確保相對位置固定的碳刷與旋轉(zhuǎn)車軸上的摩擦銅盤之間緊密接觸，一般通過彈簧對碳刷施加壓緊力得以實(shí)現(xiàn)。
[0003]碳刷與摩擦銅盤的使用壽命(磨耗量)除了與二者的選材屬性有關(guān)外，還與二者之間的相對位移量，以及確保二者緊密接觸而施加的壓緊力密切相關(guān)。當(dāng)壓緊力一定時(shí)，二者之間的相對位移量越大(碳刷在摩擦銅盤端面上行走的路徑越長)，單位時(shí)間內(nèi)碳刷與摩擦銅盤的磨耗量越大，使用壽命越短；當(dāng)碳刷與摩擦銅盤的相對位移量一定時(shí)，所施加的壓緊力越大，單位時(shí)間內(nèi)碳刷與摩擦銅盤的磨耗量越大，使用壽命越短；反之，當(dāng)壓緊力一定時(shí)，越靠近摩擦銅盤面的外邊沿磨耗量越大；當(dāng)碳刷與摩擦銅盤的相對位移量一定時(shí)，所施加的壓緊力越小，單位時(shí)間內(nèi)碳刷與摩擦銅盤的磨耗量越小，使用壽命越長。為了確保有軌電力機(jī)車能夠在一定期間內(nèi)正常工作不停運(yùn)檢修，要求碳刷與摩擦銅盤具有足夠長的使用壽命，這就要求在碳刷上施加的壓緊力不易過大，處于一定合理范圍。
[0004]有軌電力機(jī)車的工作電壓為數(shù)千伏特至數(shù)十千伏特，工作電流為數(shù)十安培至數(shù)百安培。為了確保接地裝置正常工作時(shí)不會(huì)由于數(shù)十安培至數(shù)百安培的電流流經(jīng)而產(chǎn)生大量熱導(dǎo)致急劇溫升發(fā)生燒蝕，導(dǎo)致碳刷與摩擦銅盤之間的潤滑狀態(tài)迅速惡化，大幅降低接地裝置的使用壽命，要求接地裝置應(yīng)具有較小的電阻與接觸電阻，正常工作的接地裝置的總電阻值一般只有數(shù)毫歐姆，產(chǎn)生的電壓降也僅為數(shù)伏特。在靜止?fàn)顟B(tài)下，目前使用的接地裝置的電阻與接觸電阻完全滿足在上述大電流工況下工作的要求。但是，有軌電力機(jī)車在運(yùn)行過程不可避免會(huì)發(fā)生顛簸并產(chǎn)生振動(dòng)，由于在碳刷上施加的壓緊力為一確定值，如果振動(dòng)強(qiáng)度足夠大，仍會(huì)導(dǎo)致碳刷與摩擦銅盤分離，此時(shí)通過碳刷與摩擦銅盤接觸而連通的電路就處于斷路狀態(tài)，碳刷與摩擦銅盤之間的電壓會(huì)立刻躍遷到數(shù)千伏特至數(shù)十千伏特，也就是有軌電力機(jī)車的工作電壓全部加載到接地裝置的碳刷與摩擦銅盤之間。在強(qiáng)烈振動(dòng)狀態(tài)下分離的碳刷與摩擦銅盤之間的距離非常小，二者之間又存在如此高的電壓，在此條件下極易產(chǎn)生電弧發(fā)生燒蝕，導(dǎo)致碳刷與摩擦銅盤之間的潤滑狀態(tài)迅速惡化，大幅降低接地裝置的使用壽命。因此，為了降低碳刷與摩擦銅盤在振動(dòng)狀態(tài)下發(fā)生分離，需要加大二者之間的壓緊力，而加大壓緊力又會(huì)增大碳刷與摩擦銅盤的磨耗，縮短接地裝置的使用壽命。由此可見，延長碳刷與摩擦銅盤的使用壽命，和消除二者之間產(chǎn)生電弧常處于相互對立的矛盾面，減小壓緊力雖然可以延長使用壽命，但會(huì)增大產(chǎn)生電弧的可能，反之增大壓力可以降低產(chǎn)生電弧的可能，卻會(huì)縮短使用壽命。[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種電力機(jī)車接地裝置的消弧方法，避免電力機(jī)車接地裝置在強(qiáng)烈振動(dòng)工況下產(chǎn)生拉電燒蝕，保證了電力機(jī)車接地裝置導(dǎo)電性能，延長其使用壽命。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
電力機(jī)車接地裝置的消弧方法，所述電力機(jī)車接地裝置包括設(shè)置在刷架上的接地碳刷和消弧碳刷，接地碳刷和消弧碳刷的底部與刷架之間都設(shè)置有使碳刷頭部與圓形摩擦銅盤緊密接觸的彈簧，電力機(jī)車接地裝置的具體消弧方法為:在接地碳刷與摩擦銅盤之間，消弧碳刷與摩擦銅盤之間分別施加不同的壓力，施加在接地碳刷與摩擦銅盤之間的壓力小于消弧碳刷與摩擦銅盤之間的壓力。
[0006]上述電力機(jī)車接地裝置的消弧方法中，施加在接地碳刷與摩擦銅盤之間的壓力大于IOkPa小于40kPa,施加在消弧碳刷與摩擦銅盤之間的壓力大于IOkPa小于40kPa。上述施加在接地碳刷與摩擦銅盤之間，消弧碳刷與摩擦銅盤之間的壓力參考機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB/T4003-2001《電機(jī)用電刷》。
[0007]上述電力機(jī)車接地裝置的消弧方法中，所述刷架的中心設(shè)置有孔，消弧碳刷安裝在刷架中心的孔內(nèi)，多個(gè)接地碳刷均勻設(shè)置在以刷架中心為圓心的圓周上。消弧碳刷安裝在刷架的中心，可以盡量減少消弧碳刷與摩擦銅盤的相對位移量，降低磨耗量，增強(qiáng)使用壽命，另外消弧碳刷也可安裝于刷架的其它位置。
[0008]上述電力機(jī)車接地裝置的消弧方法中，所述接地碳刷至少設(shè)置兩個(gè)，且均勻設(shè)置在以刷架中心為圓心的圓周上。
[0009]上述電力機(jī)車接地裝置的消弧方法中，所述接地碳刷底部與刷架之間設(shè)置有使接地碳刷頭部與圓形摩擦銅盤緊密接觸的不銹鋼恒力彈簧；消弧碳刷底部與刷架之間設(shè)置有使消弧碳刷頭部與圓形摩擦銅盤緊密接觸的壓縮彈簧。
[0010]上述電力機(jī)車接地裝置的消弧方法中，所述接地碳刷和消弧碳刷的末端分別通過軟線與刷架連接，接地碳刷為接地電流提供第一通路，消弧碳刷為接地電流提供第二通路。
[0011]上述電力機(jī)車接地裝置的消弧方法中，所述刷架固定于刷盒內(nèi)，刷架上設(shè)有電纜接線端子。
[0012]上述電力機(jī)車接地裝置的消弧方法中，所述接地碳刷的導(dǎo)電性高于消弧碳刷，導(dǎo)電性能相對更好的接地碳刷有利于控制工作電流流經(jīng)碳刷的發(fā)熱量，避免發(fā)生燒損。
[0013]上述電力機(jī)車接地裝置的消弧方法中，所述消弧碳刷的耐磨性高于接地碳刷，耐磨性能相對更好的消弧碳刷有利于控制在相對更大的壓力下與摩擦銅盤相接觸并發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的磨耗量。
[0014]由于接地碳刷與摩擦銅盤之間的相對運(yùn)動(dòng)量大于消弧碳刷與摩擦銅盤之間的相對運(yùn)動(dòng)量，因此本發(fā)明電力機(jī)車接地裝置的消弧方法中施加在接地碳刷與摩擦銅盤之間的壓力要小于施加在消弧碳刷與摩擦銅盤之間的壓力，這樣接地碳刷與摩擦銅盤之間施加較小的壓緊力可確保接地碳刷與摩擦銅盤發(fā)生較大量相對運(yùn)動(dòng)時(shí)也只產(chǎn)生較小的磨耗量，增強(qiáng)接地碳刷的使用壽命；消弧碳刷與摩擦銅盤之間施加較大的壓緊力可確保在強(qiáng)烈振動(dòng)工況下消弧碳刷與摩擦銅盤也不會(huì)發(fā)生分離。如此即便接地碳刷與摩擦銅盤因振動(dòng)等原因發(fā)生瞬間接觸不良，也能通過消弧碳刷對其滅弧，避免接地裝置產(chǎn)生電弧而發(fā)生燒蝕現(xiàn)象。[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明通過在刷架的不同區(qū)域設(shè)置接地碳刷和消弧碳刷，同時(shí)對接地碳刷與摩擦銅盤之間，消弧碳刷與摩擦銅盤之間分別施加大小不同的壓力，從而實(shí)現(xiàn)接地碳刷既具有較長使用壽命，又能避免接地裝置在強(qiáng)烈振動(dòng)工況下由于接地碳刷與摩擦銅盤分離后，二者之間產(chǎn)生高電壓發(fā)生起弧燒損，導(dǎo)致摩擦面惡化從而大幅縮短二者使用壽命的情況發(fā)生。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明中電力機(jī)車接地裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為圖1的側(cè)視圖。
[0018]圖中標(biāo)記:1-刷盒，2-刷架，31-接地碳刷，32-消弧碳刷，41-不銹鋼恒力彈簧，42-壓縮彈簧。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0020]為了使發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021]實(shí)施例1
如附圖1、附圖2所示，本實(shí)施例電力機(jī)車接地裝置包括刷盒1、固定于刷盒I內(nèi)的刷架2以及設(shè)置在刷架上的接地碳刷31和消弧碳刷32，接地碳刷31和消弧碳刷32的末端通過軟線與刷架2連接，所述刷架2上設(shè)有用于導(dǎo)電的電纜接線端子，刷架2的中心設(shè)置有孔，消弧碳刷32安裝在刷架中心的孔內(nèi)，三個(gè)接地碳刷31均勻設(shè)置在以刷架2中心為圓心的圓周上，所述接地碳刷31底部與刷架2之間設(shè)置有使接地碳刷31頭部與圓形摩擦銅盤緊密接觸的不銹鋼恒力彈簧41 ;消弧碳刷32底部與刷架2之間設(shè)置有使消弧碳刷32頭部與圓形摩擦銅盤緊密接觸的壓縮彈簧42，上述電力機(jī)車接地裝置的具體消弧方法為:在接地碳刷31與摩擦銅盤之間，消弧碳刷32與摩擦銅盤之間分別施加不同的壓力，施加在接地碳刷31與摩擦銅盤之間的壓力小于消弧碳刷32與摩擦銅盤之間的壓力。另外接地碳刷31的導(dǎo)電性高于消弧碳刷32，導(dǎo)電性能相對更好的接地碳刷31有利于控制工作電流流經(jīng)碳刷的發(fā)熱量，避免發(fā)生燒損；消弧碳刷32的耐磨性高于接地碳刷31，耐磨性能相對更好的消弧碳刷32有利于控制在相對更大壓力下與摩擦銅盤相接觸并發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的磨耗量。
[0022]由于在以刷架2中心為圓心的圓周上均勻設(shè)置三個(gè)接地碳刷31，另外在刷架2的中心孔內(nèi)安裝消弧碳刷32，當(dāng)接地裝置工作時(shí)，施加在接地碳刷31與摩擦銅盤之間的壓力要小于施加在消弧碳刷32與摩擦銅盤之間的壓力。對接地碳刷31與摩擦銅盤之間施加較小的壓緊力可確保接地碳刷31與摩擦銅盤發(fā)生較大量相對運(yùn)動(dòng)時(shí)也只產(chǎn)生較小的磨耗量，增強(qiáng)接地碳刷的使用壽命；對消弧碳刷32與摩擦銅盤之間施加較大的壓緊力確保在強(qiáng)烈振動(dòng)工況下，即便接地碳刷31與摩擦銅盤分離后，消弧碳刷32與摩擦銅盤也不發(fā)生分離，能夠正常導(dǎo)電。另外針對消弧碳刷32與摩擦銅盤之間壓緊力大，由此導(dǎo)致消弧碳刷32相對于接地碳刷31的磨損量高，消弧碳刷32可采用耐磨性高的材料制造，同時(shí)由于消弧碳刷32與摩擦銅盤之間的較小量相對運(yùn)動(dòng)也只產(chǎn)生較小的磨耗量，如此可實(shí)現(xiàn)接地碳刷31和消弧碳刷32都具有較長使用壽命，消弧碳刷32的存在可避免接地裝置在強(qiáng)烈振動(dòng)工況下由于接地碳刷31與摩擦銅盤分離后，二者之間產(chǎn)生高電壓發(fā)生起弧燒損，導(dǎo)致摩擦面惡化從而大幅縮短二者使用壽命的情況發(fā)生。
[0023]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.電力機(jī)車接地裝置的消弧方法，所述電力機(jī)車接地裝置包括設(shè)置在刷架(2)上的接地碳刷(31)和消弧碳刷(32)，接地碳刷(31)和消弧碳刷(32)的底部與刷架(2)之間都設(shè)置有使碳刷頭部與圓形摩擦銅盤緊密接觸的彈簧，其特征在于，電力機(jī)車接地裝置的具體消弧方法為:在接地碳刷(31)與摩擦銅盤之間，消弧碳刷(32)與摩擦銅盤之間分別施加不同的壓力，施加在接地碳刷(31)與摩擦銅盤之間的壓力小于消弧碳刷(32)與摩擦銅盤之間的壓力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車接地裝置，其特征在于:施加在接地碳刷(31)與摩擦銅盤之間的壓力大于IOkPa小于40kPa，施加在消弧碳刷(32)與摩擦銅盤之間的壓力大于 IOkPa 小于 40kPa。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車接地裝置，其特征在于:所述刷架(2)的中心設(shè)置有孔，消弧碳刷(32)安裝在刷架中心的孔內(nèi)，多個(gè)接地碳刷(31)均勻設(shè)置在以刷架(2)中心為圓心的圓周上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力機(jī)車接地裝置，其特征在于:所述接地碳刷(31)至少設(shè)置兩個(gè)，且均勻設(shè)置在以刷架(2)中心為圓心的圓周上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電力機(jī)車接地裝置，其特征在于:所述接地碳刷(31)底部與刷架(2)之間設(shè)置有使接地碳刷(31)頭部與圓形摩擦銅盤緊密接觸的不銹鋼恒力彈簧(41);消弧碳刷(32)底部與刷架(2)之間設(shè)置有使消弧碳刷(32)頭部與圓形摩擦銅盤緊密接觸的壓縮彈簧(42)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力機(jī)車接地裝置，其特征在于:所述接地碳刷(31)和消弧碳刷(32)的末端分別通過軟線與刷架(2)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電力機(jī)車接地裝置，其特征在于:所述刷架固定于刷盒(I)內(nèi)，刷架(2)上設(shè)有電纜接線端子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電力機(jī)車接地裝置，其特征在于:所述接地碳刷(31)的導(dǎo)電性高于消弧碳刷(32)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的電力機(jī)車接地裝置，其特征在于:所述消弧碳刷(32)的耐磨性高于接地碳刷(31)。
【文檔編號(hào)】H01R39/46GK103811963SQ201410088597
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】戴光澤, 雷兵 申請人:四川城際軌道交通材料有限責(zé)任公司