＊賀 堯

（中車長春軌道客車股份有限公司檢修研發(fā)部 吉林 130062）

復(fù)合型絕緣材料在軌道車輛電氣系統(tǒng)絕緣上的應(yīng)用

＊賀 堯

（中車長春軌道客車股份有限公司檢修研發(fā)部 吉林 130062）

21世紀以來，經(jīng)濟市場的快速發(fā)展成功帶動了我國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各種新型產(chǎn)品逐步應(yīng)用到人們?nèi)粘Ｉ钪校渲性谲壍儡囕v上，對電氣設(shè)備定期進行絕緣預(yù)防性試驗，確保軌道車輛能夠安全運行是車輛管理的重要研究對象，這使得復(fù)合型材料得到了重視。本文主要介紹了復(fù)合型材料在軌道交通中的發(fā)展現(xiàn)狀，以及復(fù)合型材料在軌道車輛電氣絕緣上的應(yīng)用特點。

復(fù)合型材料 軌道車輛 電氣絕緣

1.引言

復(fù)合型材料是由多種不同類型的原材料，在物理或者化學(xué)方法的處理后，對其在分子結(jié)構(gòu)、材料構(gòu)建、產(chǎn)品性能等方面進行整合，進而開發(fā)出的具有新的功能特性的材料。相比一般材料復(fù)合型材料能夠吸取各種原材料的優(yōu)點，擴大效能，延長使用壽命，有利于滿足不同領(lǐng)域間的不同要求。在軌道車輛交通方面，復(fù)合型材料的強度、剛度、硬度耐勞性等性能均可滿足軌道車輛的要求，復(fù)合型材料的應(yīng)用能夠有效的解決電氣絕緣問題，減少了車輛電氣隱患，對加快我國軌道交通的實用化進程，走可持續(xù)發(fā)展的道路有著重要的意義，其發(fā)展前景十分廣闊。

2.復(fù)合型材料在軌道交通中的發(fā)展現(xiàn)狀

相比其他一些發(fā)達國家或發(fā)達地區(qū)，我國軌道交通建設(shè)起步較晚，其發(fā)展受到經(jīng)濟、科技及文化水平的制約，但是隨著我國經(jīng)濟水平的穩(wěn)步提高，綜合實力日益增強，我國城市化進程逐漸加快，經(jīng)過短短十幾年的發(fā)展，基于經(jīng)濟水平之上發(fā)展起來的軌道交通建設(shè)發(fā)展進入了一個全新的時期。軌道交通建設(shè)的不斷推進為復(fù)合型材料的研發(fā)與應(yīng)用提供了一個巨大的發(fā)展空間。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷突破，很多新型技術(shù)都滲入到了軌道交通領(lǐng)域中，軌道車輛絕緣材料開發(fā)應(yīng)用的復(fù)合型材料制品通過將多種原材料組合，提取各自優(yōu)良功能特性，使其在自身強度、硬度、剛度等方面都有所提升，能夠滿足大多數(shù)軌道車輛的應(yīng)用。復(fù)合型材料的應(yīng)用無疑是當今各個領(lǐng)域發(fā)展的重要抓手。

3.復(fù)合型材料在軌道車輛電氣絕緣中的應(yīng)用特點

(1)導(dǎo)電絕緣性強。為了強化軌道車輛電氣絕緣性能，復(fù)合型材料選取絕緣性強、導(dǎo)電性能強的多種原材料進行整合，進一步優(yōu)化自身性能，使得復(fù)合型材料絕緣性能更加穩(wěn)定，針對以往車輛電氣漏電、導(dǎo)電性能差的現(xiàn)象能夠加以完善，并因復(fù)合型材料的特性，只要檢查及時，就能夠?qū)崟r監(jiān)測車輛的絕緣性能，進而減少一部分安全隱患。

(2)比強度和比剛度較高。隨著我國高壓電流、遠程輸送的新態(tài)勢，電氣絕緣材料的承載能力逐漸加大是發(fā)展的必然，這也就意味著絕緣材料的比強度和比剛度要進一步提高。相比一般材料，復(fù)合材料制成的絕緣體的重量更輕、強度和剛度更大，能夠盡可能的減少材料的浪費，并能提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

(3)耐高溫。經(jīng)過長期的應(yīng)用，軌道車輛電氣設(shè)備損耗較大，電流負荷增大，超過限定額度，這使得電氣設(shè)備的溫度不斷上升，形成一種高熱狀態(tài)，加快了絕緣材料的老化速度，復(fù)合型材料的熱導(dǎo)率一般較小，因此它的瞬時耐超高溫性能較好，相比其他一般材料復(fù)合型材料能夠承受更高的溫度，同時在進行電流傳導(dǎo)過程中能夠進行電壓保護，對車輛的電氣設(shè)備的維護有著重要的意義，極大的延長了絕緣材料的使用壽命。

(4)耐疲勞性良好。現(xiàn)如今復(fù)合型材料的疲勞強度是抗拉強度是普通一般的金屬材料的2倍，耐疲勞優(yōu)越性顯著，在用于電氣絕緣上有著更長的使用壽命。同時復(fù)合型材料的斷裂是有一個過程的，在受到破壞前，復(fù)合型材料就有預(yù)兆，能夠及時檢查、補救，替換掉工作性能不穩(wěn)的、存在安全隱患的部分。

(5)可設(shè)計性強。復(fù)合型材料因其是在多種材料組合下，借助高科技技術(shù)合成而來，具有很強可打磨性，即可以針對軌道車輛用途選擇合適的原材料進行整合，使復(fù)合型材料的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)、形態(tài)能夠滿足使用要求，在軌道交通領(lǐng)域中，復(fù)合型材料因其契合性強的特點被廣泛應(yīng)用到電氣絕緣中。通過對電流及電壓的研究，開發(fā)出符合其相對性能的絕緣材料，提高傳輸效率、優(yōu)化材料結(jié)構(gòu)，減少資源浪費。

(6)減振性良好、安全性能高。軌道車輛電氣設(shè)備的主要材料是電氣絕緣材料，后者決定著電氣設(shè)備的使用壽命和運行的可靠性。隨著我國電力的發(fā)展特點，高電壓、大容量促使著對絕緣材料的減震性及安全性要求逐漸提高。復(fù)合型材料的阻尼較大，因此在遠距離輸送的過程中能夠有效減振，提高其運行可靠性。且復(fù)合型材料的成型工藝簡單，具有纖維增強特性，內(nèi)含數(shù)千根纖維，不會因為某一根纖維熔斷而出現(xiàn)電流外泄現(xiàn)象，安全性能較高。

(7)高壓系統(tǒng)

高壓電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)管理系統(tǒng)，是高壓電器設(shè)備絕緣狀態(tài)管理的子系統(tǒng)。其主要功能是實現(xiàn)高壓電氣設(shè)備絕緣狀態(tài)數(shù)據(jù)信息的計算機化管理，并使其能并入現(xiàn)行的電力管理網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)逐一上傳和統(tǒng)一上報，方便上級管理部分的信息匯總，及時為軌道車輛設(shè)備管理做出準確決策，同時為設(shè)備絕緣狀態(tài)評估系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持。

4.結(jié)語

經(jīng)濟全球化的迅猛發(fā)展，科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新也在不斷進行著突破，復(fù)合型材料的研發(fā)極大的推動了全世界各個領(lǐng)域的發(fā)展。當前我國正在加大軌道交通建設(shè)，軌道市場也相應(yīng)擴大，我國應(yīng)明確復(fù)合型材料的優(yōu)勢及發(fā)展前景，繼續(xù)研發(fā)新的材料，充分利用其優(yōu)勢，科學(xué)合理的將其運用到軌道交通建設(shè)中，提高車輛功能性，盡可能的節(jié)約成本，減少安全隱患，進而加快軌道交通現(xiàn)代化建設(shè)進程。

[1]單勇,譚艷．復(fù)合材料在軌道交通領(lǐng)域的應(yīng)用．[j]．電力機車與城軌車輛，2011,34（02）

[2]蔣鞠惠，陳敬菊．復(fù)合材料在軌道交通上的應(yīng)用與發(fā)展．[J]．玻璃鋼/復(fù)合材料，2009（06）

[3]謝馳．高壓電器絕緣實驗中的常見問題分析．[J]．工程技術(shù)：文摘版，2016（35）

(責任編輯 劉林林)

Application of Composite Materials in the Insulation of Electric System for Railway Vehicles

Heyao
（Department of Maintenance and R&D, CRRC Changchun Railway Vehicles Co., Ltd, Jilin, 130062）

Since entering the 21st century, the rapid development of economic market has successfully driven the development of China’s high and new technology industry and the application of various new-type products has gradually come into people’s daily life, besides, for the railway vehicles, taking regular insulation preventive trial for the electric insulation and guaranteeing the safe running of railway vehicles is the important object of study, which has made the composite materials get more attention. In this paper, it mainly has introduced the development status quo ofcomposite materials in rail transportation and the application features of composite materials in the electric insulation of railway vehicles.

composite materials；railway vehicles；electric insulation

T

A

賀堯（1985～），男，中車長春軌道客車股份有限公司檢修研發(fā)部；研究方向：軌道車輛電氣系統(tǒng)絕緣材料研究。