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介在物を考慮した温度分布解析による 集電系材料の通電摩耗機構の解明

机译：考虑夹杂物的温度分布分析阐明集电器材料的载流磨损机理

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摘要

電気鉄道では，集電系材料であるトロリ線とパンタグラフすり板を接触させることで，変電所から送られる大電力を車両に供給している.この通電しゅう動により，集電系材料には様々な形態の摩耗が発生する.このため摩耗管理や取替などの多大なメンテナンスコストが発生しており，現場において様々な対策がとられているが，抜本的な摩耗対策を提案するためには，トロリ線とすり板間で発生する通電摩耗現象機構を解明する必要がある.%To clarify the wear mechanism of current collecting materials such as a contact wire and a contact strip under electric current condition, it is necessary to clarify temperature distribution around the contact spot. However, the traditional method of estimating the maximum contact temperature such as the Ψ-θ theory cannot estimate the temperature distribution. In this paper, we newly proposed an electric field analysis model of hard-drawn copper and iron-based sintered alloy considering a degenerated layer such as an oxide film and wear debris. Then, we newly proposed the heat conduction equation applying the Wiedamann-Franz law, and analyzed temperature distribution in electrodes. As a result, we find that the relation between the maximum temperature and the contact voltage even in dissimilar electrodes are based on the Ψ-θ theory. The temperature distribution in electrode changes depending on whether or not degenerated layers exist, and the maximum temperatures of each electrode are not necessarily the same as those estimated by the Ψ-θ theory. Finally, we clarify the influence of the degenerated layer on the melting condition of electrodes, and explain the electric wear phenomena observed in the previous wear test.
机译：在电力铁路中，作为集电器材料的架空线与受电弓滑块相互接触，以将大量电能从变电站提供给车辆。因此，产生了大量的维护成本，例如磨损管理和更换，并且在现场采取了各种措施，但是为了提出严厉的磨损应对措施， ，为了弄清电流条件下集电材料如接触线和接触带的磨损机理，有必要弄清楚。接触点周围的温度分布。但是，Ψ-θ理论等传统的估算最大接触温度的方法无法估算温度分布。本文新提出了一种硬拉铜和铁的电场分析模型。烧结膜，考虑到氧化膜等磨损层的变质层，然后根据维达曼-弗朗兹定律，提出了热传导方程，并分析了电极间的温度分布。最高温度和接触电压lar电极基于the-θ理论，电极中的温度分布会根据是否存在退化层而变化，每个电极的最高温度不一定与by-θ理论估算的温度相同。我们阐明了退化层对电极熔化条件的影响，并解释了在先前的磨损试验中观察到的电磨损现象。

著录项

  • 来源
    《トライボロジスト》 |2014年第5期|302-309|共8页
  • 作者

    山下　主税; 足立　幸志;

  • 作者单位

    (公財）鉄道総合技術研究所　電力技術研究部（〒185-8540　東京都国分寺市光町2丁目8-38);

    東北大学大学院　工学研究科　ナノメカニタス專攻（〒980-8579　宮城県仙台市靑葉区荒卷字靑葉6-6-01);

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