趙 帥

直線電機(jī)車輛集電靴靴臂絕緣方案

趙 帥

（廣州地鐵集團(tuán)有限公司運(yùn)營事業(yè)總部新線建設(shè)與籌備中心，510380，廣州//工程師）

針對(duì)廣州地鐵6號(hào)線直線電機(jī)車輛原設(shè)計(jì)中沒有對(duì)集電靴靴臂進(jìn)行絕緣處理的問題，綜合考慮6號(hào)線車輛基本技術(shù)條件和車輛限界等因素，提出了在集電靴靴臂表面刷涂絕緣磁漆進(jìn)行絕緣處理的方案。通過對(duì)所選TJ1357-6H級(jí)晾干型表面絕緣磁漆性能參數(shù)的分析，并制作樣本對(duì)絕緣漆的厚度、絕緣性能和附著力進(jìn)行測試，最終形成了可執(zhí)行的方案。目前，廣州地鐵根據(jù)該方案的思路已完成了6號(hào)線車輛集電靴靴臂絕緣改造，運(yùn)用效果良好。

直線電機(jī)車輛；集電靴靴臂；絕緣方案

廣州地鐵6號(hào)線車輛為直線電機(jī)車輛，采用第三軌供電。列車進(jìn)站時(shí)，車輛與站臺(tái)之間存在間隙，但6號(hào)線車輛原設(shè)計(jì)中沒有對(duì)集電靴靴臂進(jìn)行絕緣處理，存在異物掉落接觸集電靴靴臂造成短路的安全隱患，對(duì)列車的穩(wěn)定運(yùn)營和乘客的安全構(gòu)成了一定威脅。本文綜合考慮6號(hào)線車輛的特點(diǎn)、運(yùn)營條件，以及國內(nèi)外在集電靴靴臂絕緣改造方面的經(jīng)驗(yàn)，研究了集電靴絕緣改造的方案，并對(duì)方案的可行性和具體實(shí)施提出了建議。

1 車輛基本技術(shù)條件

廣州地鐵6號(hào)線車輛基本技術(shù)條件是根據(jù)廣州地區(qū)的自然環(huán)境、快速干線行車組織的需求,以及線路的主要參數(shù)、供電條件、車輛輪廓限界等，對(duì)車輛種類、車輛自重、列車編組、載客能力、列車速度、起動(dòng)平均加速度、制動(dòng)平均減速度等參數(shù)和指標(biāo)提出要求。在保證整車先進(jìn)性及可能的情況下，要求經(jīng)濟(jì)實(shí)用、運(yùn)行安全可靠、使用維護(hù)方便、乘座舒適，并易于實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。

1.1 供電方式（根據(jù)IEC 60850標(biāo)準(zhǔn)）

廣州地鐵6號(hào)線車輛通過集電靴采用第三軌供電方式，供電電壓為DC 1 500 V。具體參數(shù)如表1所示。

表1 廣州地鐵6號(hào)線車輛供電參數(shù)

1.2 氣候條件及車輛使用環(huán)境

廣州地鐵6號(hào)線周圍空氣內(nèi)含有相當(dāng)大的濕氣，且含有鹽霧和腐蝕物質(zhì)。6號(hào)線運(yùn)營環(huán)境參數(shù)如表2所示。集電靴靴臂的絕緣處理應(yīng)充分考慮適應(yīng)亞熱帶氣候條件，且能防腐，從而確保設(shè)備在安裝環(huán)境中良好工作，且能耐強(qiáng)風(fēng)、高溫、高濕、振動(dòng)、噪聲及清潔劑的污染。

2 絕緣方案研究及實(shí)施

綜合考慮廣州地鐵6號(hào)線車輛基本技術(shù)條件和車輛限界等因素，建議采用在集電靴臂表面涂刷絕緣磁漆進(jìn)行絕緣處理的方案，而選擇一種合適的絕緣漆是本方案的基礎(chǔ)。

表2 廣州地鐵6號(hào)線車輛運(yùn)營環(huán)境參數(shù)

2.1 絕緣漆選擇

TJ 1357—6 H級(jí)晾干型表面絕緣磁漆以高耐候氟碳樹脂為主體，以脂肪族聚氨酯為固化劑，能常溫干燥，具有良好的耐高溫性、電氣絕緣性、耐化學(xué)腐蝕性、防霉、防油，并且可以耐紫外、耐鹽霧。同時(shí)，該絕緣漆對(duì)多種底材（鋼鐵、銅、鋁合金、鍍鋅板等）均有良好的附著力，并且漆膜機(jī)械強(qiáng)度高、柔韌性好、耐磨。其具體參數(shù)如表3所示。

表3 TJ 1357-6 H級(jí)晾干型表面絕緣磁漆性能參數(shù)

2.2 前期測試

集電靴靴臂絕緣改造過程中，絕緣漆的厚度、附著力和絕緣性能是主要關(guān)注的參數(shù)，故在改造前期需進(jìn)行相關(guān)測試。

（1）樣本制作。如圖1所示，制作4件50 mm×12 mm × 5 mm 的銅排，A1、A1、A3刷涂兩層 TJ 1357—6絕緣漆，總涂層厚度計(jì)劃為100～120μm；B1刷涂三層TJ 1357—6絕緣漆，總涂層厚度計(jì)劃為150～180μm。

圖1 涂刷絕緣漆銅排樣本

（2）厚度測試。按照上述方法涂刷絕緣漆，使用厚度儀測得絕緣漆厚度，如表4所示。

表4 銅排樣本涂刷絕緣漆厚度統(tǒng)計(jì)

（3）耐壓測試。使用耐壓儀對(duì)上述4塊樣本進(jìn)行耐壓測試，逐步測試絕緣處理后的銅排樣本的絕緣電壓。測試數(shù)據(jù)如表5所示。由表5可以發(fā)現(xiàn)，4塊樣本均可達(dá)到DC 1 500 V的絕緣要求。隨著絕緣漆厚度的增加，絕緣性能也相應(yīng)增強(qiáng)，且絕緣厚度最低的A1樣本的絕緣電壓也可滿足6號(hào)線車輛的使用要求。

表5 銅排樣本絕緣測試數(shù)據(jù)

（4）附著力測試。根據(jù)GB/T 1720—1979《漆膜附著力測定法》，采取劃格方式對(duì)附著力進(jìn)行測試。測試結(jié)果如下：A1、A2、B1為 1級(jí)，A3為 2級(jí)。

對(duì)比6號(hào)線的供電參數(shù)和運(yùn)營條件，上述所有測試數(shù)據(jù)均符合實(shí)際運(yùn)營要求，故可以采用涂刷絕緣漆的方法。

2.3 絕緣方案實(shí)施

（1）方案實(shí)施前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作。作業(yè)所需工具和物料統(tǒng)計(jì)如下：刷子，電子秤、秒表、涂-4#粘度計(jì)、點(diǎn)溫計(jì)、膜厚儀，抹布、膠帶紙，TJ 1357—6磁漆及固化劑，TJ 1357—6稀釋劑，電氣絕緣清洗劑或酒精（乙醇）。

（2）作業(yè)的工藝流程如下：工藝準(zhǔn)備?刷漆前處理?調(diào)制漆液?刷漆?檢查。

·工藝準(zhǔn)備作業(yè)前確認(rèn)：檢查設(shè)備，確保設(shè)備處于完好狀態(tài)；確認(rèn)TJ 1357－6清漆在有效期限內(nèi)，如果主劑或固化劑出現(xiàn)膠化、變色等變質(zhì)現(xiàn)象，應(yīng)將其廢棄。

·刷漆前處理：用干凈抹布蘸取電氣絕緣清洗劑或酒精擦除集電靴表面的灰塵、油污、臟物，以確保刷涂面及刷涂工具凈潔，擦拭后須風(fēng)干。

·調(diào)制漆液：將清漆與固化劑按漆∶固化劑=4∶1配制，配制后的漆需在4 h內(nèi)用完。用TJ 1357-6稀釋劑調(diào)配漆粘度，用過濾網(wǎng)過篩，充分?jǐn)嚢杈鶆颍?0 min后再刷漆。已開蓋未用完的固化劑一定要密封保存，以免失效。

· 刷漆：要求漆膜厚度為120～150μm，分兩道刷涂，每次刷涂60～75μm，刷涂應(yīng)細(xì)致、均勻。在要求的工件表面上進(jìn)行刷涂，集電靴靴臂刷涂長度約380 mm，涂刷寬度約 50 mm，如圖 2、圖 3所示。不刷涂部分粘貼膠帶紙做好防護(hù)，以確保邊緣整齊。漆膜厚度為60～75μm。涂裝完成15～20 min后，觀察外觀顏色是否良好，有無起皺、剝落、涂裝遺漏的地方，涂料是否有淚垂現(xiàn)象；如果發(fā)現(xiàn)上述不良現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)涂，清除殘漆，自然晾干24 h。

·檢查：要求漆膜厚度為120～150μm，確認(rèn)涂裝后的表面漆充分干燥（如圖4所示）。

圖2 絕緣漆涂刷長度

圖3 絕緣漆涂刷寬度

圖4 絕緣改造完成

（3）注意事項(xiàng)及操作安全要求。刷漆過程中要注意觀察工件、漆液、設(shè)備及儀表情況；絕緣漆應(yīng)密封貯存，不得靠近火源、熱源，避免陽光直射，放置在陰涼通風(fēng)之處；各步驟時(shí)間銜接要做到合理、緊湊、有效，并如實(shí)、詳細(xì)做好全過程記錄；要嚴(yán)格、細(xì)致地執(zhí)行工藝規(guī)程及安全操作要求，操作時(shí)必須穿戴防護(hù)用具，避免將漆濺入眼睛里和皮膚上，完成刷涂后要及時(shí)將刷子等工具清洗干凈；工作場地嚴(yán)禁煙火。

3 結(jié)語

車輛集電靴靴臂增加絕緣防護(hù)是今后集電靴供電車輛的主流方向。本文綜合考慮廣州地鐵6號(hào)線車輛基本技術(shù)條件和車輛限界等因素，確定采用在車輛集電靴靴臂涂刷TJ 1357-6 H級(jí)晾干型表面絕緣磁漆的方案，并初步提供了可執(zhí)行的方案。根據(jù)該方案的思路，目前廣州地鐵6號(hào)線已完成了車輛集電靴靴臂絕緣改造，運(yùn)用效果良好。今后將針對(duì)本方案作進(jìn)一步優(yōu)化，使其有更好的應(yīng)用前景。

［1］ 王書林，王儉樸.城市軌道交通電力牽引與控制［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2011.

［2］ 朱士友，呂勁松.車輛檢修工［M］.北京：中國勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2009.

［3］ 孫玉坤，陳曉平.電路原理［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.

Insulation Scheme of the Collector Boot Arm for Linear Motor Vehicle

ZHAO Shuai

In the design of linear motor vehicle for Guangzhou metro Line 6，the insulation treatment issues of collector boot are not addressed.Considering the basic technical requirements and the elements in vehicle gauge comprehensively，a scheme to brush insulating enamel on the surface of collector boot arm is proposed.Through analyzing the performance parameters of TJ1357-6H insulating enamel，testing the thickness，insulation and adhesion of the samples，an executable plan is finally made.This scheme has been applied to the insulation treatment of the collector boot arm on Guangzhou metro Line 6 vehicles，and proves to have good performance.

linear motor vehicle； collector boot arm；insulation scheme

TM922.6

10.16037/j.1007-869x.2017.10.030

Author′s address Guangzhou Metro Group Co.，Ltd.，510380，Guangzhou，China

2016-01-06）