直線電機車輛集電靴靴臂絕緣方案

趙 帥

直線電機車輛集電靴靴臂絕緣方案

趙 帥

（廣州地鐵集團有限公司運營事業總部新線建設與籌備中心，510380，廣州//工程師）

針對廣州地鐵6號線直線電機車輛原設計中沒有對集電靴靴臂進行絕緣處理的問題，綜合考慮6號線車輛基本技術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行絕緣處理的方案。通過對所選TJ1357-6H級晾干型表面絕緣磁漆性能參數的分析，并制作樣本對絕緣漆的厚度、絕緣性能和附著力進行測試，最終形成了可執行的方案。目前，廣州地鐵根據該方案的思路已完成了6號線車輛集電靴靴臂絕緣改造，運用效果良好。

直線電機車輛；集電靴靴臂；絕緣方案

廣州地鐵6號線車輛為直線電機車輛，采用第三軌供電。列車進站時，車輛與站臺之間存在間隙，但6號線車輛原設計中沒有對集電靴靴臂進行絕緣處理，存在異物掉落接觸集電靴靴臂造成短路的安全隱患，對列車的穩定運營和乘客的安全構成了一定威脅。本文綜合考慮6號線車輛的特點、運營條件，以及國內外在集電靴靴臂絕緣改造方面的經驗，研究了集電靴絕緣改造的方案，并對方案的可行性和具體實施提出了建議。

1 車輛基本技術條件

廣州地鐵6號線車輛基本技術條件是根據廣州地區的自然環境、快速干線行車組織的需求,以及線路的主要參數、供電條件、車輛輪廓限界等，對車輛種類、車輛自重、列車編組、載客能力、列車速度、起動平均加速度、制動平均減速度等參數和指標提出要求。在保證整車先進性及可能的情況下，要求經濟實用、運行安全可靠、使用維護方便、乘座舒適，并易于實現國產化。

1.1 供電方式（根據IEC 60850標準）

廣州地鐵6號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。具體參數如表1所示。

表1 廣州地鐵6號線車輛供電參數

1.2 氣候條件及車輛使用環境

廣州地鐵6號線周圍空氣內含有相當大的濕氣，且含有鹽霧和腐蝕物質。6號線運營環境參數如表2所示。集電靴靴臂的絕緣處理應充分考慮適應亞熱帶氣候條件，且能防腐，從而確保設備在安裝環境中良好工作，且能耐強風、高溫、高濕、振動、噪聲及清潔劑的污染。

2 絕緣方案研究及實施

綜合考慮廣州地鐵6號線車輛基本技術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。

表2 廣州地鐵6號線車輛運營環境參數

2.1 絕緣漆選擇

TJ 1357—6 H級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、耐化學腐蝕性、防霉、防油，并且可以耐紫外、耐鹽霧。同時，該絕緣漆對多種底材（鋼鐵、銅、鋁合金、鍍鋅板等）均有良好的附著力，并且漆膜機械強度高、柔韌性好、耐磨。其具體參數如表3所示。

表3 TJ 1357-6 H級晾干型表面絕緣磁漆性能參數

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注的參數，故在改造前期需進行相關測試。

（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，總涂層厚度計劃為100～120μm；B1刷涂三層TJ 1357—6絕緣漆，總涂層厚度計劃為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計

（3）耐壓測試。使用耐壓儀對上述4塊樣本進行耐壓測試，逐步測試絕緣處理后的銅排樣本的絕緣電壓。測試數據如表5所示。由表5可以發現，4塊樣本均可達到DC 1 500 V的絕緣要求。隨著絕緣漆厚度的增加，絕緣性能也相應增強，且絕緣厚度最低的A1樣本的絕緣電壓也可滿足6號線車輛的使用要求。

表5 銅排樣本絕緣測試數據

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

對比6號線的供電參數和運營條件，上述所有測試數據均符合實際運營要求，故可以采用涂刷絕緣漆的方法。

2.3 絕緣方案實施

（1）方案實施前應做好準備工作。作業所需工具和物料統計如下：刷子，電子秤、秒表、涂-4#粘度計、點溫計、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）作業的工藝流程如下：工藝準備?刷漆前處理?調制漆液?刷漆?檢查。

·工藝準備作業前確認：檢查設備，確保設備處于完好狀態；確認TJ 1357－6清漆在有效期限內，如果主劑或固化劑出現膠化、變色等變質現象，應將其廢棄。

·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，擦拭后須風干。

·調制漆液：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內用完。用TJ 1357-6稀釋劑調配漆粘度，用過濾網過篩，充分攪拌均勻，20 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，刷涂應細致、均勻。在要求的工件表面上進行刷涂，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，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，涂料是否有淚垂現象；如果發現上述不良現象，應進行補涂，清除殘漆，自然晾干24 h。

·檢查：要求漆膜厚度為120～150μm，確認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）注意事項及操作安全要求。刷漆過程中要注意觀察工件、漆液、設備及儀表情況；絕緣漆應密封貯存，不得靠近火源、熱源，避免陽光直射，放置在陰涼通風之處；各步驟時間銜接要做到合理、緊湊、有效，并如實、詳細做好全過程記錄；要嚴格、細致地執行工藝規程及安全操作要求，操作時必須穿戴防護用具，避免將漆濺入眼睛里和皮膚上，完成刷涂后要及時將刷子等工具清洗干凈；工作場地嚴禁煙火。

3 結語

車輛集電靴靴臂增加絕緣防護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號線車輛基本技術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級晾干型表面絕緣磁漆的方案，并初步提供了可執行的方案。根據該方案的思路，目前廣州地鐵6號線已完成了車輛集電靴靴臂絕緣改造，運用效果良好。今后將針對本方案作進一步優化，使其有更好的應用前景。

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［3］ 孫玉坤，陳曉平.電路原理［M］.北京：機械工業出版社，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）