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集電弓

集电弓,是一種讓電氣化鐵路車輛架空電纜取得電力的設備。

一款常見的「之」字形集電弓
日本新幹線700系列車上的單臂集電弓
使用菱形集電弓的布拉格電車
奧地利電車使用「之」字形的集電弓
日本新幹線500系列車使用的T形集電弓可以減低噪音,但由于高成本已弃用。

概要

集電弓的英文術語源自縮放儀(Pantograph),是一種用來放大、縮小或臨摹圖樣的複寫工具。集電弓的得名,則因為菱形集電弓的升降形狀從側面看好像是張開的而名。

集電弓的升降

集電弓的上升需藉由壓縮空氣提供氣壓缸傳動原力,舊型一般是藉由升弓彈簧伸張後的回復力,並且由索具和凸輪補償力臂,保持工作範圍(高度)內的固定升力。 集電弓的下降則是藉由氣壓缸彈簧(降弓彈簧)回行,以控制下臂轉軸產生轉動力矩;使集電弓成折疊狀,同時使"升弓彈簧"保持在伸張的狀態。 新式則大都使用氣囊型,設計原則改以故障時能保持在降弓狀態,以避免刮弓和扯斷電車線。

集電弓的安裝是以"支持礙子"安裝在車頂,藉由滑動接觸使電力牽引的列車通電,電流經由車軸接地裝置以回流軌為路徑回到變電站,形成電氣閉合回路。

集電弓的種類

雙臂式

雙臂式集電弓乃最傳統的集電弓,亦可稱「菱」形集電弓,因其形狀為菱形。但現因保養成本較高,加上故障時有扯斷架空電纜的風險,自90年代尾起,絕大部份新出廠的鐵路車輛,已改用單臂式集電弓;亦有部分當時仍在服役中的鐵路車輛(如臺鐵EMU100型電聯車)從原有的雙臂式集電弓,改造為單臂式集電弓。

單臂式

除了雙臂式,其後亦有單臂式的集電弓,亦可稱為「之」(Z)(ㄑ)字形的集電弓。此款集電弓的好處是比雙臂式集電弓噪音為低,故障時也較不易扯斷電車線,為目前較普遍的集電弓類型。而依據各鐵路車輛製造廠的設計方式不同,在集電弓的設計上會有些許差異(例如香港常用的英國Brecknell Willis製普速/高速集電弓為全單臂設計;而中國常用的DSA/TSG系列集電弓,上部採剪式設計)。

子母式

全稱叫雙層小開度型兩級Z形集電弓,它由上下兩部分組成,較一般的集電弓,它可以緩和集電弓與架空電纜之間相互力的作用,弓網接觸性能良好。法国国铁早期的TGV-PSE型動車組上就採用了法維萊製造的AMDE型子母弓。

垂直式

除了上述三款集電弓,還有某些集電弓是垂直式設計,亦可稱成「T」字形(亦叫作翼形)集電弓,其低風阻的特性最適合高速行駛,以減少行車時的噪音,所以此款集電弓主要用於高速鐵路車輛。但是由於成本較高,垂直式集電弓目前已經沒有使用(日本新干线500系改造时由垂直式集電弓改为單臂式集電弓)。

 
安装翼型受电弓(WPS204)的
新幹線500系電車

石津式

日本冈山电气轨道的第六代社长、石津龙辅於1951年发明,又称为「冈电式」、「冈轨式」。其升弓原理為利用重力帶動集電弓升起。此種集電弓不適合高速行駛,但是易於保養。岡山電氣軌道的電車除9200型外皆有配備。

集電弓滑板

滑板為集電弓弓頭的一部分,直接與接觸線相接觸。按材料分可分為純金屬滑板,粉末冶金滑板,純碳滑板及浸金屬滑板

純金屬滑板

鋼和銅是純金屬滑板兩種常用的材質。它們機械強度高,集流容量大,導電性能好,比較常用于站點多的列車上,但其無自潤滑能力且摩擦噪音較大。

粉末冶金滑板

用金屬(鐵,銅)原料和非金屬粉末(碳,鉛,二硫化鉬等)輔助潤滑劑,相互混合後壓制成型,經高溫燒結後浸入潤滑油,最後機加工成型,其加工過程類似於陶瓷燒製,其製造出來集電弓表面硬度較高,不易出現斷裂和非均勻磨損。相較純金屬滑板而言,其自帶潤滑效果。

純碳滑板

用一定比例的瀝青焦,石油焦,石墨粉,炭黑或硬碳相互混合,先壓制成型再放進高溫燒結爐焙燒,製品經過再加工方可上弓應用。純碳滑板雖然硬脆易斷,但因其有自潤滑能力和良好的減磨性而被廣泛利用。

浸金屬碳滑板

該類滑板既集合了粉末冶金滑板的高機械強度和電阻小的特點,又集合了純碳滑板的自潤滑能力和對架空電纜磨損少的特點,從理論上講是滑板最理想的材質,但該類滑板抗沖击能力不足,易出現掉塊。

其他

集電弓的構造使它在張開時與高架電纜保持輕度的接觸。當列車停駛時,集電弓可以收下來。列車行走時集電弓在架空電纜造成的駐波可能會影響集電的能力,因此某些系統是禁止接連使用集電弓的。

集電弓是從較為簡單的集電桿發展出來的,無軌電車和一些有軌電車,仍然使用集電桿。

電氣化鐵路車輛另一種集電的方式是使用第三軌供電,此種方式多於用地下鐵路。

地鐵系統

很多地下鐵路系統為了減少隧道的建造成本,會使用第三軌供電而不採用高架電纜,以降低隧道鑽掘的高度來節省建造成本。不過亦有使用高架電纜的地下鐵路(如港鐵),它們的架空電纜,一般也非常低矮,接近緊貼車頂,以減低隧道高度來節省建造成本,也因此全世界多数地鐵皆採直流供電,而不使用設備較複雜、車身和架空電纜淨空較高的交流供電(除港鐵系統中屬於前九鐵的路線外)。

参考文献

外部链接

  维基共享资源上的相關多媒體資源:集電弓

参见

集電弓, 此條目没有列出任何参考或来源, 2015年2月2日, 維基百科所有的內容都應該可供查證, 请协助補充可靠来源以改善这篇条目, 无法查证的內容可能會因為異議提出而移除, 集电弓, 是一種讓電氣化鐵路車輛從架空電纜取得電力的設備, 一款常見的, 字形, 台鐵e200型电力机车的, 日本新幹線700系列車上的單臂, 使用菱形的布拉格電車, 奧地利電車使用, 字形的, 日本新幹線500系列車使用的t形可以減低噪音, 但由于高成本已弃用, 目录, 概要, 的升降, 的種類, 雙臂式, 單臂式, 子母式, 垂直式, . 此條目没有列出任何参考或来源 2015年2月2日 維基百科所有的內容都應該可供查證 请协助補充可靠来源以改善这篇条目 无法查证的內容可能會因為異議提出而移除 集电弓 是一種讓電氣化鐵路車輛從架空電纜取得電力的設備 一款常見的 之 字形集電弓 台鐵E200型电力机车的集電弓 日本新幹線700系列車上的單臂集電弓 使用菱形集電弓的布拉格電車 奧地利電車使用 之 字形的集電弓 日本新幹線500系列車使用的T形集電弓可以減低噪音 但由于高成本已弃用 目录 1 概要 2 集電弓的升降 3 集電弓的種類 3 1 雙臂式 3 2 單臂式 3 3 子母式 3 4 垂直式 3 5 石津式 4 集電弓滑板 4 1 純金屬滑板 4 2 粉末冶金滑板 4 3 純碳滑板 4 4 浸金屬碳滑板 5 其他 6 地鐵系統 7 参考文献 8 外部链接 9 参见概要 编辑集電弓的英文術語源自縮放儀 Pantograph 是一種用來放大 縮小或臨摹圖樣的複寫工具 集電弓的得名 則因為菱形集電弓的升降形狀從側面看好像是張開的弓而名 集電弓的升降 编辑集電弓的上升需藉由壓縮空氣提供氣壓缸傳動原力 舊型一般是藉由升弓彈簧伸張後的回復力 並且由索具和凸輪補償力臂 保持工作範圍 高度 內的固定升力 集電弓的下降則是藉由氣壓缸彈簧 降弓彈簧 回行 以控制下臂轉軸產生轉動力矩 使集電弓成折疊狀 同時使 升弓彈簧 保持在伸張的狀態 新式則大都使用氣囊型 設計原則改以故障時能保持在降弓狀態 以避免刮弓和扯斷電車線 集電弓的安裝是以 支持礙子 安裝在車頂 藉由滑動接觸使電力牽引的列車通電 電流經由車軸接地裝置以回流軌為路徑回到變電站 形成電氣閉合回路 集電弓的種類 编辑雙臂式 编辑 雙臂式集電弓乃最傳統的集電弓 亦可稱 菱 形集電弓 因其形狀為菱形 但現因保養成本較高 加上故障時有扯斷架空電纜的風險 自90年代尾起 絕大部份新出廠的鐵路車輛 已改用單臂式集電弓 亦有部分當時仍在服役中的鐵路車輛 如臺鐵EMU100型電聯車 從原有的雙臂式集電弓 改造為單臂式集電弓 單臂式 编辑 除了雙臂式 其後亦有單臂式的集電弓 亦可稱為 之 Z ㄑ 字形的集電弓 此款集電弓的好處是比雙臂式集電弓噪音為低 故障時也較不易扯斷電車線 為目前較普遍的集電弓類型 而依據各鐵路車輛製造廠的設計方式不同 在集電弓的設計上會有些許差異 例如香港常用的英國Brecknell Willis製普速 高速集電弓為全單臂設計 而中國常用的DSA TSG系列集電弓 上部採剪式設計 子母式 编辑 全稱叫雙層小開度型兩級Z形集電弓 它由上下兩部分組成 較一般的集電弓 它可以緩和集電弓與架空電纜之間相互力的作用 弓網接觸性能良好 法国国铁早期的TGV PSE型動車組上就採用了法維萊製造的AMDE型子母弓 垂直式 编辑 除了上述三款集電弓 還有某些集電弓是垂直式設計 亦可稱成 T 字形 亦叫作翼形 集電弓 其低風阻的特性最適合高速行駛 以減少行車時的噪音 所以此款集電弓主要用於高速鐵路車輛 但是由於成本較高 垂直式集電弓目前已經沒有使用 日本新干线500系改造时由垂直式集電弓改为單臂式集電弓 安装翼型受电弓 WPS204 的新幹線500系電車 石津式 编辑 日本冈山电气轨道的第六代社长 石津龙辅於1951年发明 又称为 冈电式 冈轨式 其升弓原理為利用重力帶動集電弓升起 此種集電弓不適合高速行駛 但是易於保養 岡山電氣軌道的電車除9200型外皆有配備 集電弓滑板 编辑滑板為集電弓弓頭的一部分 直接與接觸線相接觸 按材料分可分為純金屬滑板 粉末冶金滑板 純碳滑板及浸金屬滑板 純金屬滑板 编辑 鋼和銅是純金屬滑板兩種常用的材質 它們機械強度高 集流容量大 導電性能好 比較常用于站點多的列車上 但其無自潤滑能力且摩擦噪音較大 粉末冶金滑板 编辑 用金屬 鐵 銅 原料和非金屬粉末 碳 鉛 二硫化鉬等 輔助潤滑劑 相互混合後壓制成型 經高溫燒結後浸入潤滑油 最後機加工成型 其加工過程類似於陶瓷燒製 其製造出來集電弓表面硬度較高 不易出現斷裂和非均勻磨損 相較純金屬滑板而言 其自帶潤滑效果 純碳滑板 编辑 用一定比例的瀝青焦 石油焦 石墨粉 炭黑或硬碳相互混合 先壓制成型再放進高溫燒結爐焙燒 製品經過再加工方可上弓應用 純碳滑板雖然硬脆易斷 但因其有自潤滑能力和良好的減磨性而被廣泛利用 浸金屬碳滑板 编辑 該類滑板既集合了粉末冶金滑板的高機械強度和電阻小的特點 又集合了純碳滑板的自潤滑能力和對架空電纜磨損少的特點 從理論上講是滑板最理想的材質 但該類滑板抗沖击能力不足 易出現掉塊 其他 编辑集電弓的構造使它在張開時與高架電纜保持輕度的接觸 當列車停駛時 集電弓可以收下來 列車行走時集電弓在架空電纜造成的駐波可能會影響集電的能力 因此某些系統是禁止接連使用集電弓的 集電弓是從較為簡單的集電桿發展出來的 無軌電車和一些有軌電車 仍然使用集電桿 電氣化鐵路車輛另一種集電的方式是使用第三軌供電 此種方式多於用地下鐵路 地鐵系統 编辑很多地下鐵路系統為了減少隧道的建造成本 會使用第三軌供電而不採用高架電纜 以降低隧道鑽掘的高度來節省建造成本 不過亦有使用高架電纜的地下鐵路 如港鐵 它們的架空電纜 一般也非常低矮 接近緊貼車頂 以減低隧道高度來節省建造成本 也因此全世界多数地鐵皆採直流供電 而不使用設備較複雜 車身和架空電纜淨空較高的交流供電 除港鐵系統中屬於前九鐵的路線外 参考文献 编辑外部链接 编辑 维基共享资源上的相關多媒體資源 集電弓参见 编辑 铁路主题 電氣化鐵路 集電桿 第三軌供電 取自 https zh wikipedia org w index php title 集電弓 amp oldid 71435558 單臂式, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

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