高速铁路受电弓

1、高速铁路受电弓V型槽滑板项目建议书LOJ、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

2、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

3、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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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。本项目工作目标是：在机车运行速度时速600公里条件 下，减轻和消除可见打火，改

10、善受流关系。提高机车运行安 全系数。改良延长弓网设备使用寿命。本项目有能力缓解，部分解决“弓网受流”的电弧问题。 适用于一切电动机车的接触网受电弓技术进步，更新换代。 实现中国特色的高速铁路技术。三、项目技术方案合作，不另开炉灶。形成新的共赢共荣的“产业生态链”。 拧成一股绳，为了一个目标：中国高铁更快更高更强。虽然民间科技人士能力很小，也要为中国高铁加一把 力，实实在在地为“中国名片，争光。、项目建设条件可以完成本项目V型槽滑板生产的厂家很多很多。谨慎 选择本领域最先进技术生产厂家，一步到位，拿出最优秀产 品，专用专供，定点生产。五、产品营销策略本项目采用一步到位战略：经过试验确实可行，一步

11、上 机，创造人类高速铁路历史上前所未闻的高速记录，并且用 事实证明确实不打火，没有二级以上电弧，弓网关系达到前 所未有的和谐稳定。成为世界舆论争相报道人类瞩目的焦 点。形成社会各界共识，形成国家意志，实现中国高铁全线 时速600公里，安全稳定，舒适快捷，让世界耳目一新。以此为契机，迅速实现中国高铁新的“三级跳”，把中 国的高铁推向一个新的高度。六、投资及合作1、项目投入：67万元人民币。其中约17万元是样机制作费用（包括：模具费，材料 费、人工费、车旅费等）其中约50万元是试验经费（包括：委托实验室模拟实 验，车辆段上机实验等）2、项目合作：投资商+技术方形成股份合作形式七、项目进度安排1、样

12、机测试鉴定阶段：合作资金到位日开始，2个月内 完成样机制作并完成实验室模拟实验。2、定型产品投产阶段：自资金到位日开始6个月内完成 产品定型投产并完成车辆段上机实验。八、项目绩效估计1、经济效益与社会效益高速铁路受电弓V型槽滑板应用到机车运行后，消除电 弧就是节约能源，因为每一次离线电弧放电过程，就是一次 能源白白浪费，相当汽车油箱一路漏油。应用现有技术，机车速度越高，弓网关系越不稳定，离 线情况越严重。离线造成的弓网电弧侵蚀、接触网导线和受 电弓、产生过电压和高频噪声、降低供电质量，对电气化铁 路安全稳定运行造成了致命的威胁。为了安全，只能降低车速，“大马拉小车”形成高铁亏 损。应用现有的受

13、电弓受流技术，京沪高铁即使是300公里 低速，也是接二连三地出弓网事故，究其原因都是接触网受 电弓不和谐引发的弓网事故。中国高铁十二五投资每年达7000亿，中国高铁投资如 此巨大，只能走中国创造的道路，只有不断科技创新，中国 高铁才有活路！有了本项目，彻底消除受电弓电弧可以大量节约能源， 延长设备使用寿命，减少噪音，提高网线运行速度，提高高 速铁路经济效益。有了高速铁路受电弓V型槽滑板，形成中国人自己创造 的最完美理想的滑动接触，建立和谐稳定的弓网受流关系， 电力通过接触网受电弓，安全精准地转化成机车动力。真正有了正点安全，中国高铁才能够放心地提高速度， 实现新的“三级跳”：第一级实现中国高铁

14、全线时速400公 里；第二级实现中国高铁全线时速500公里；第三级实现中 国高铁全线时速600公里。不是用很长时间，而是在一年之内实现中国高铁全线时 速达到或超过500公里；二、三年内达到或超过600公里。 真正实现中国高铁安全准点全线时速600公里，中国铁道部 经济效益将全线飘红，成为中国经济进步的主动力。中国高铁真正实现全线运行时速600公里，中国高铁运 力即将因为“高速铁路受电弓V型槽滑板”的技术发明翻一 番：从上海到蚌埠将只用一个小时，北京到上海将只用2小 时。北京到伦敦将只用24小时左右。科技改变命运，必须改革创新。有了 “高速铁路受电弓V型槽滑板”，实现中国高铁全 线安全稳定工作时

15、速600公里，中国高铁将生机勃勃，充满 活力。“高铁改变中国”成为现实：整合各种高耗能高污染 高噪音的落后交通工具（飞机、大巴），交通更加绿色快捷。 拉动中小城市经济起飞效果会更加显著，拉动旅游，加速人 流物流信息流，拉动中国经济全面起飞。“中国高铁不仅要改变中国，而且要改变世界”。如果 中国高铁实现全线运行时速600公里，确实快捷安全有效益， 中国的高速铁路将势不可挡地向世界各地延伸。中国高铁即 将真正成为拉动世界人类经济起飞的火车头。地球经济真正 进入“高铁时代”。中国创造对世界经济增长拉动作用将日 益显著。2、企业效益本项目要求投资目标是67万元人民币。以最少的钱办 最大的事。67万元资

16、金投入后，得到的结果是可以完成“高 速铁路受电弓V型槽滑板”样机和上机实验。实验的结果如果是受电弓电弧没有好转，67万元资金付 之东流。实验的结果如果是受电弓电弧2-3级电弧完全消失，不 仅时速300公里电弧消失，而且实现时速400公里。500公 里。600公里也不存在2-3级以上电弧。67万元投入资金就 转成10倍百倍的优质资产。只要真正实现受电弓确实解决了“瞬间断电问题”，时 速600公里不打火，安全稳定弓网受流，一通百通，中国高 铁运力即将迅速实现翻一番，中国经济全局即将因此迅速实 现再翻一番。本项目真正达到这个目标，投入的67万，即将迅速升 值到67亿。九、关于风险分析1、政策方面：中

17、国高铁已经不允许走回头路，如果现在有犹豫动摇， 即将全盘皆输。有人预测：“2014年中国铁道部破产”。这 是振聋发聩的警世钟。中国只有一条出路就是：允许民间自主创新。只能实事 求是，英雄不问出处，只问实效。白猫黑猫，抓住老鼠就是 好猫。不拘一格降人才。京沪高铁一切事故无一例外都是“弓网事故”。现有受 电弓只能适用低速铁路不能适应高速铁路，这是不争的事 实。中国高铁迫切需要改善弓网关系，速度更快，更绿色环 保，更安全高效。2、技术方面：发明仅仅是现有极其成熟技术的创新组合。V型槽就是现有滑板的改变形状。铝钛型材散热器，限 位滑动轴承都是稳定成熟技术。弓网受流依靠的是稳定的滑动接触摩擦，弓网之间滑

18、动 接触摩擦不怕快，只要稳；弓网之间就怕波动跳跃，只要离 线就是打火，轻则损耗设备，重则重大事故。有了 V型槽滑 板，就像老鼠掉到老鼠笼里一样，接触网导线只能规规矩矩 老老实实地在规定的槽内顺畅地运行，滑动接触，提高抗风 能力，增加弓网受流的全天候安全性稳定性。本项目能起的作用就是“稳定受流，消除电弧”，彻底 消灭离线，改善和谐弓网关系，实现提高机车运行速度。本项目支持中国高铁运行速度每小时600公里。不存在 3级2级电弧，只有可以忽略不记的微量电弧，可以大幅度 降低受电弓电弧问题的危害和能耗。3、市场方面：本项目只要经过科学实验，实践证明确实是受电弓电弧 的克星。有能力刷新世界纪录，在运行时速600公里条件下， 没有二级以上电弧，运行安全平稳。中国高铁，世界高铁以 及各种轨道交通弓网受流设备必然都会使用“高速铁路受电弓V型槽滑板”。4、制造方面：本项目V型槽生产材料：自润滑浸金属碳滑板材料或