复合型绝缘材料在轨道车辆电气系统绝缘上的应用

＊贺 尧

（中车长春轨道客车股份有限公司检修研发部 吉林 130062）

复合型绝缘材料在轨道车辆电气系统绝缘上的应用

＊贺 尧

（中车长春轨道客车股份有限公司检修研发部 吉林 130062）

21世纪以来，经济市场的快速发展成功带动了我国高新技术产业的发展，各种新型产品逐步应用到人们日常生活中，其中在轨道车辆上，对电气设备定期进行绝缘预防性试验，确保轨道车辆能够安全运行是车辆管理的重要研究对象，这使得复合型材料得到了重视。本文主要介绍了复合型材料在轨道交通中的发展现状，以及复合型材料在轨道车辆电气绝缘上的应用特点。

复合型材料 轨道车辆 电气绝缘

1.引言

复合型材料是由多种不同类型的原材料，在物理或者化学方法的处理后，对其在分子结构、材料构建、产品性能等方面进行整合，进而开发出的具有新的功能特性的材料。相比一般材料复合型材料能够吸取各种原材料的优点，扩大效能，延长使用寿命，有利于满足不同领域间的不同要求。在轨道车辆交通方面，复合型材料的强度、刚度、硬度耐劳性等性能均可满足轨道车辆的要求，复合型材料的应用能够有效的解决电气绝缘问题，减少了车辆电气隐患，对加快我国轨道交通的实用化进程，走可持续发展的道路有着重要的意义，其发展前景十分广阔。

2.复合型材料在轨道交通中的发展现状

相比其他一些发达国家或发达地区，我国轨道交通建设起步较晚，其发展受到经济、科技及文化水平的制约，但是随着我国经济水平的稳步提高，综合实力日益增强，我国城市化进程逐渐加快，经过短短十几年的发展，基于经济水平之上发展起来的轨道交通建设发展进入了一个全新的时期。轨道交通建设的不断推进为复合型材料的研发与应用提供了一个巨大的发展空间。随着我国科学技术的不断突破，很多新型技术都渗入到了轨道交通领域中，轨道车辆绝缘材料开发应用的复合型材料制品通过将多种原材料组合，提取各自优良功能特性，使其在自身强度、硬度、刚度等方面都有所提升，能够满足大多数轨道车辆的应用。复合型材料的应用无疑是当今各个领域发展的重要抓手。

3.复合型材料在轨道车辆电气绝缘中的应用特点

(1)导电绝缘性强。为了强化轨道车辆电气绝缘性能，复合型材料选取绝缘性强、导电性能强的多种原材料进行整合，进一步优化自身性能，使得复合型材料绝缘性能更加稳定，针对以往车辆电气漏电、导电性能差的现象能够加以完善，并因复合型材料的特性，只要检查及时，就能够实时监测车辆的绝缘性能，进而减少一部分安全隐患。

(2)比强度和比刚度较高。随着我国高压电流、远程输送的新态势，电气绝缘材料的承载能力逐渐加大是发展的必然，这也就意味着绝缘材料的比强度和比刚度要进一步提高。相比一般材料，复合材料制成的绝缘体的重量更轻、强度和刚度更大，能够尽可能的减少材料的浪费，并能提高产品的稳定性。

(3)耐高温。经过长期的应用，轨道车辆电气设备损耗较大，电流负荷增大，超过限定额度，这使得电气设备的温度不断上升，形成一种高热状态，加快了绝缘材料的老化速度，复合型材料的热导率一般较小，因此它的瞬时耐超高温性能较好，相比其他一般材料复合型材料能够承受更高的温度，同时在进行电流传导过程中能够进行电压保护，对车辆的电气设备的维护有着重要的意义，极大的延长了绝缘材料的使用寿命。

(4)耐疲劳性良好。现如今复合型材料的疲劳强度是抗拉强度是普通一般的金属材料的2倍，耐疲劳优越性显著，在用于电气绝缘上有着更长的使用寿命。同时复合型材料的断裂是有一个过程的，在受到破坏前，复合型材料就有预兆，能够及时检查、补救，替换掉工作性能不稳的、存在安全隐患的部分。

(5)可设计性强。复合型材料因其是在多种材料组合下，借助高科技技术合成而来，具有很强可打磨性，即可以针对轨道车辆用途选择合适的原材料进行整合，使复合型材料的构件和结构、形态能够满足使用要求，在轨道交通领域中，复合型材料因其契合性强的特点被广泛应用到电气绝缘中。通过对电流及电压的研究，开发出符合其相对性能的绝缘材料，提高传输效率、优化材料结构，减少资源浪费。

(6)减振性良好、安全性能高。轨道车辆电气设备的主要材料是电气绝缘材料，后者决定着电气设备的使用寿命和运行的可靠性。随着我国电力的发展特点，高电压、大容量促使着对绝缘材料的减震性及安全性要求逐渐提高。复合型材料的阻尼较大，因此在远距离输送的过程中能够有效减振，提高其运行可靠性。且复合型材料的成型工艺简单，具有纤维增强特性，内含数千根纤维，不会因为某一根纤维熔断而出现电流外泄现象，安全性能较高。

(7)高压系统

高压电气设备绝缘状态管理系统，是高压电器设备绝缘状态管理的子系统。其主要功能是实现高压电气设备绝缘状态数据信息的计算机化管理，并使其能并入现行的电力管理网络，实现数据逐一上传和统一上报，方便上级管理部分的信息汇总，及时为轨道车辆设备管理做出准确决策，同时为设备绝缘状态评估系统提供数据支持。

4.结语

经济全球化的迅猛发展，科学技术创新也在不断进行着突破，复合型材料的研发极大的推动了全世界各个领域的发展。当前我国正在加大轨道交通建设，轨道市场也相应扩大，我国应明确复合型材料的优势及发展前景，继续研发新的材料，充分利用其优势，科学合理的将其运用到轨道交通建设中，提高车辆功能性，尽可能的节约成本，减少安全隐患，进而加快轨道交通现代化建设进程。

[1]单勇,谭艳．复合材料在轨道交通领域的应用．[j]．电力机车与城轨车辆，2011,34（02）

[2]蒋鞠惠，陈敬菊．复合材料在轨道交通上的应用与发展．[J]．玻璃钢/复合材料，2009（06）

[3]谢驰．高压电器绝缘实验中的常见问题分析．[J]．工程技术：文摘版，2016（35）

(责任编辑 刘林林)

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

贺尧（1985～），男，中车长春轨道客车股份有限公司检修研发部；研究方向：轨道车辆电气系统绝缘材料研究。