导图社区 地铁列车接地系统
这是一篇关于地铁列车接地系统的思维导图，主要内容包括：接地系统分类，接地装置零部件，碳刷磨耗，有助于理解其工作原理和维护要点。
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建筑学建筑材料思维导图
第二章土的物理性质及工程分类
人工智能的运用与历史发展
电池拆解
地铁列车接地系统
接地系统分类
按电气作用
保护性接地（安全接地）
将具有潜在电击风险的车辆导电部件与保护性接地导体相连接
在车辆设计时，会将金属车体通过接地装置与运行轨道相连接，将运行轨道作为保护性接地导体
标准规定
依据UIC533标准规定，车体与运行轨道中间至少需要2条独立的接地导线，形成可靠的接地连接
根据EN50153"轨道车辆-机车车辆电气危害防护规定"，车体与保护性接地导体（运行轨道）之间的阻抗限值最大不能超过50mΩ
布置方式
车体经保护电阻接地
车体直接接地
功能性接地（工作接地）
将具体的功率电路与回流电路相连接
按接地形式
集中接地
分散接地（地铁列车常见接地形式）
接地装置零部件
碳刷
由粉末冶金制成的铜/石墨复合材料该材料应满足低阻值、低磨耗、导电率高的要求
碳刷组件编织线断裂故障
断裂形式
编织线从碳刷本体中脱出
编织线端子与编织线之间断裂
可能原因
碳刷组件编织线的脱出力不稳定
碳刷组件编织线硬度大
碳刷组件编织线的压接性能存在波动，稳定 性较差
碳刷组件编织线套管的影响
碳刷组件安装方式对编织线的影响。
优化建议
编织线填塞孔由锥形孔改为螺纹孔
提高碳刷组件编织线的柔软度
在碳刷组件编织线端子与编织线压接处增 加喇叭口
取消碳刷组件编织线套管
改变碳刷组件编织线的安装方向。
摩擦盘(片)
具有导电性能高，与碳刷形成良好的摩擦副
恒力弹簧
恒力弹簧是接地装置的关键零部件，其作用是保证碳刷与摩擦盘紧密接触，使得碳刷和摩擦盘始终处于导通状态
碳刷保持架
碳刷架是碳刷的支撑元件及导电元件，其主要具有导电性，耐蚀性、耐磨性和可切削加工性能良好，铸造性能良好等特点
轴箱盖
对接地装置其他零部件起保护作用，同时对轴箱起密封作用
碳刷磨耗
原因
碳刷和摩擦盘之间的磨耗情况，由碳刷和摩擦盘之间的机械磨耗和电气磨耗来决定（统称载流摩擦磨损 ）
电气磨耗
电弧磨损
机械磨耗
粘着磨损
摩擦副两平面是凹凸不平的， 两表面为凸峰接触，碳刷材料可能会转移到摩擦盘表面从而出现粘着，由于粘着效应形成的粘着点发生剪切断裂，被剪切的材料脱落成磨屑，或由一个表面迁移到另一个表面
磨粒磨损
是摩擦副中由于硬颗粒或者材料表面的硬突起物的作用导致其中一个表面上的材料从其表面上分离出来的现象
疲劳磨损
是摩擦材料表面在反复交变应力作用下，发生疲劳而引起表面材料 脱落的现象
综合变化
无电流时，摩擦副两平面的凸峰相接触，磨损型式为机械磨损，摩擦方式为干摩擦
通入较小电流时， 摩擦副表面生成部分氧化膜填入两摩擦副之间，磨损型式为电气磨损和机械磨损并存
氧化膜有利于降低磨耗
当电流继续增大到能够铺满增个表面时，磨损型式主要为电气磨损，摩擦 方式主要为流体润滑摩擦
当电流增加到电弧能够击穿所形成的氧化膜之后，氧化膜破裂，磨损形式主要为机械磨损和电气磨损（电弧烧蚀）磨损加剧
碳刷磨耗速率影响因素
材料
碳刷本体材料
铜含量越高，碳刷导电性能越好
石墨含量增多则有利于提高碳刷的磨耗性能
材料匹配
摩擦盘硬度应至少为碳刷硬度的 2 倍
碳刷和摩擦盘的摩擦表面存在沙粒
运行环境
恒力弹簧压力
减小弹簧压力，减少机械磨损，但增大接触电阻，增大电气磨损
增大弹簧压力，减小接触电阻，减小电气磨损，但增加接地磨损
增大弹簧压力相对更安全
当弹簧压力减小，轴承和接地碳刷间形成电气离线情 况时接触面会产生较大的接触电阻，从而增大电弧热量、 加大碳刷的磨损量。
可按电流等级进行区分
小电流减小弹簧压力
在低电流情况下，弹簧压力等机械性因素对磨损 的影响要大于电气性因素
大电流增加弹簧压力
在大电流情况下至一定的弹簧压力，电气性因素对磨损的影响要大于机械性因素
弹簧压力超过一定数值后，机械性因素的影响也会增加， 两者共同作用加速碳刷的磨损
电流密度
持续电流/碳刷摩擦面积
流过接地碳刷的电流越大，发热越大，碳刷的磨损量越大
高温
热量越多，磨损越大
机械摩擦产生的热量
材料本身电阻及摩擦副接触表面的接触电阻产生的电阻热
谐波成分越多产生的热量就越多
摩擦副在摩擦磨损过程中，由于振动、法向压力减低或者瞬时离线造成电弧放电产生的热量
电流越大，产生电弧的几率就越 高
行驶速度
机械性磨损正比于摩擦速度
电气性磨损反比于 摩擦速度
