客車電泳輸送設備絕緣點產生明火故障處理措施

王大維，言應相，張立武，肖乾亮

（湖南中車時代電動汽車股份有限公司，湖南 株洲 410012）

隨著近年來客車業的高速發展，客戶對車輛品質的要求日益提升，其中對車輛的整體防腐防銹水平更是提高到了新的高度，電泳涂裝工藝因其優質、高效、經濟和低污染等特性在汽車行業得到廣泛應用。我司2014 年興建客車整車陰極電泳生產線，設備自投入以來，由于電泳涂裝產線酸霧重、腐蝕性大，設備的電氣控制線路及絕緣材料均出現老化現象，電泳雙軌輸送設備的吊具系統的吊鏈及折疊導電桿與吊具框架連接處，曾有10 余次因絕緣性能下降造成連接處的絕緣板擊穿放電拉弧點燃周圍油漆起明火，存在重大火災安全隱患。

1 電泳涂裝原理及工藝流程介紹

電泳涂裝是指將被涂工件浸泡在帶電荷涂料粒子的液體中，被涂工件與電極之間通過直流電，在被涂工件表面就會析出涂料粒子的涂裝法。

我司電泳涂裝產線共設置10 個槽體，全過程分為預處理、磷化、電泳、烘干、冷卻五大步驟共12 道工步。整車車體懸掛在雙軌輸送設備上，采用懸掛輸送鏈在10 個槽體之間順序傳輸。

電泳時整流電源的陰極通過電泳雙軌輸送設備上的導電銅排導電，經吊具系統上的折疊導電桿、陰極電纜及導電夾將陰極電流引至電泳工件上，當電泳工件完全入槽后，系統自動啟動整流電源，兩段升壓后即完成電泳工步。

2 電泳雙軌輸送設備介紹

電泳雙軌輸送設備主要由行走系統、升降系統及吊具系統3 大主要部件組成。

電泳輸送設備上共3 類絕緣點，分別為吊鏈與吊具框架、折疊導電桿與吊具框架和索具與吊具框架，絕緣點均采用連接件中間夾絕緣板的方式，來隔斷電泳電流的通過，進而實現兩結構之間的電氣絕緣。在絕緣板絕緣性能有效情況下，絕緣板以下部分包括卸扣連接座、卸扣及索具均可視為整流電源的陽極端。

3 明火原因分析

對吊具系統的吊鏈、折疊導電桿及索具各處連接點拆解檢查發現，安裝在吊具系統上的多處絕緣板及螺栓絕緣套均有明顯放電燒穿跡象。

設計結構分析：吊具框架板厚度20mm，其之間夾的兩塊絕緣板厚度分別為11mm、16mm，而螺栓絕緣套的長度為18mm，吊具框架的A 點區域有2mm 間隙。上述結構情況下，設備運行一段時間后絕緣套和絕緣板不可預防性地出現擠壓磨損現象，即會造成酸霧進入，對絕緣板及絕緣螺栓套造成腐蝕污染，使絕緣性能下降，之間的爬電距離受影響，進而可能造成瞬間放電引起明火點燃外圍油漆。結合電泳時整流電源電流流向路徑示意圖做具體分析（圖1）。

圖1 電泳時整流電源電流流向路徑示意圖

電泳工件懸掛在吊具框架的四條索具上，6 根陰極導電夾均勻夾在電泳工件的適合位置，為便于對示意圖的理解與分析，圖中1～5#位置為兩結構連接處之間的絕緣板，A、B、C 分別為折疊導電桿陰極連接電纜，為簡化示意圖，圖中只表示一條電泳電流的正常流向路徑。

當雙軌小車運行到電泳槽正上方，雙軌小車上的導電銅排與預架在鋼結構上的整流電源陰極滑板緊密接觸，同時升降系統將電泳工件下沉至電泳槽內，當完全被電泳漆浸漬后，系統啟動整流電源，電流從陽極經電泳工件、連接電纜C、折疊導電桿下節、連接電纜B、折疊導電桿上節、連接電纜A、到導電銅排回到整流電源陰極，形成直流電流閉合回路對整車工件電泳。

根據電泳電流流向路徑分析，當1～4#位置的絕緣板絕緣有效情況下，整流電源的陰極、升降系統、吊具框架、吊鏈之間均互相絕緣，當5#位置的絕緣板絕緣有效情況下，整流電源的陽極與吊具框架以上部件完全絕緣，由此推斷吊鏈及折疊導電桿連接處產生明火情況及條件。

一般而言，吊鏈處有三種情況可能產生明火，折疊導電桿處有兩種情況可能產生明火。從產生明火的條件分析，當5#位置的絕緣板絕緣性能下降或失效后，就有可能造成吊鏈及折疊導電桿連接處產生明火，則可確定關鍵點為5#位置的絕緣板連接處，既四根索具的與吊具框架連接的四處位置。只有當5#位置的絕緣板絕緣性能有效情況下才可完全隔斷陽極電流，即使1～4#位置的絕緣板絕緣失效，吊鏈及折疊導電桿連接處也不會出現明火現象。

4 處理措施

明火產生主要出現在電泳期間，整流電源的陽極與陰極瞬間放電短路而拉弧，隔斷陽極電流流入吊具框架為最關鍵條件，從以下方面采取處理：

（1）優化結構設計。將螺栓絕緣套的螺紋部分長度由原來的18mm 加長至89mm，確保螺栓絕緣套對螺栓絕緣完全有效，并涂抹玻璃膠進行密封防護，防止電泳酸霧進入。

（2）分析可知，5#位置的絕緣板絕緣有效性為關鍵點，為進一步確保四根索具與吊具框架之間能有效絕緣，根據每根索具所承受的拉力（約1.5T），通過市場調研選用型號為JH10-120 拉緊絕緣子進行二次絕緣，單個耐壓為10KV，承受拉力(約3T)。該拉緊絕緣子在電力系統中應用廣泛，采用新型復合材料制成，即提高允許拉力，又提高耐壓水平,且抗腐蝕性強,抗老化性能好，用3 道裙邊的防污設計,增加了爬電距離,有效防止污閃現象的發生，同時具有雙層保護功能，其內部兩個互相垂直的鐵環實際是相連的，由絕緣材料填充，即使絕緣層破壞，也保證了鐵環不分離，從而提高安全系數。

實際應用中將拉緊絕緣子的一端通過卸扣掛在吊具框架的卸扣連接座上，索具通過卸扣掛在拉緊絕緣子的另一端，通過拉緊絕緣子完全隔斷索具與吊具框架之間的二次電氣絕緣。

4 結語

通過對吊鏈與折疊導電桿處產生明火原因進行分析，制定徹底解決方案，在索具與吊具框架連接處之間分別安裝拉緊絕緣子進行二次電氣絕緣等方式，優化電泳輸送設備絕緣設計，經現場驗證，索具與吊具框架之間的電氣絕緣有效，完全隔斷索具上的陽極電流流入吊具框架，消除與陰極瞬間放電而產生火花的可能，極大提高雙軌輸送設備運行的可靠性，更重要的是消除火災安全隱患，此種絕緣設計方法，可以引用至其他電泳生產線的輸送設備上。