直线电机车辆集电靴靴臂绝缘方案

赵 帅

直线电机车辆集电靴靴臂绝缘方案

赵 帅

（广州地铁集团有限公司运营事业总部新线建设与筹备中心，510380，广州//工程师）

针对广州地铁6号线直线电机车辆原设计中没有对集电靴靴臂进行绝缘处理的问题，综合考虑6号线车辆基本技术条件和车辆限界等因素，提出了在集电靴靴臂表面刷涂绝缘磁漆进行绝缘处理的方案。通过对所选TJ1357-6H级晾干型表面绝缘磁漆性能参数的分析，并制作样本对绝缘漆的厚度、绝缘性能和附着力进行测试，最终形成了可执行的方案。目前，广州地铁根据该方案的思路已完成了6号线车辆集电靴靴臂绝缘改造，运用效果良好。

直线电机车辆；集电靴靴臂；绝缘方案

广州地铁6号线车辆为直线电机车辆，采用第三轨供电。列车进站时，车辆与站台之间存在间隙，但6号线车辆原设计中没有对集电靴靴臂进行绝缘处理，存在异物掉落接触集电靴靴臂造成短路的安全隐患，对列车的稳定运营和乘客的安全构成了一定威胁。本文综合考虑6号线车辆的特点、运营条件，以及国内外在集电靴靴臂绝缘改造方面的经验，研究了集电靴绝缘改造的方案，并对方案的可行性和具体实施提出了建议。

1 车辆基本技术条件

广州地铁6号线车辆基本技术条件是根据广州地区的自然环境、快速干线行车组织的需求,以及线路的主要参数、供电条件、车辆轮廓限界等，对车辆种类、车辆自重、列车编组、载客能力、列车速度、起动平均加速度、制动平均减速度等参数和指标提出要求。在保证整车先进性及可能的情况下，要求经济实用、运行安全可靠、使用维护方便、乘座舒适，并易于实现国产化。

1.1 供电方式（根据IEC 60850标准）

广州地铁6号线车辆通过集电靴采用第三轨供电方式，供电电压为DC 1 500 V。具体参数如表1所示。

表1 广州地铁6号线车辆供电参数

1.2 气候条件及车辆使用环境

广州地铁6号线周围空气内含有相当大的湿气，且含有盐雾和腐蚀物质。6号线运营环境参数如表2所示。集电靴靴臂的绝缘处理应充分考虑适应亚热带气候条件，且能防腐，从而确保设备在安装环境中良好工作，且能耐强风、高温、高湿、振动、噪声及清洁剂的污染。

2 绝缘方案研究及实施

综合考虑广州地铁6号线车辆基本技术条件和车辆限界等因素，建议采用在集电靴臂表面涂刷绝缘磁漆进行绝缘处理的方案，而选择一种合适的绝缘漆是本方案的基础。

表2 广州地铁6号线车辆运营环境参数

2.1 绝缘漆选择

TJ 1357—6 H级晾干型表面绝缘磁漆以高耐候氟碳树脂为主体，以脂肪族聚氨酯为固化剂，能常温干燥，具有良好的耐高温性、电气绝缘性、耐化学腐蚀性、防霉、防油，并且可以耐紫外、耐盐雾。同时，该绝缘漆对多种底材（钢铁、铜、铝合金、镀锌板等）均有良好的附着力，并且漆膜机械强度高、柔韧性好、耐磨。其具体参数如表3所示。

表3 TJ 1357-6 H级晾干型表面绝缘磁漆性能参数

2.2 前期测试

集电靴靴臂绝缘改造过程中，绝缘漆的厚度、附着力和绝缘性能是主要关注的参数，故在改造前期需进行相关测试。

（1）样本制作。如图1所示，制作4件50 mm×12 mm × 5 mm 的铜排，A1、A1、A3刷涂两层 TJ 1357—6绝缘漆，总涂层厚度计划为100～120μm；B1刷涂三层TJ 1357—6绝缘漆，总涂层厚度计划为150～180μm。

图1 涂刷绝缘漆铜排样本

（2）厚度测试。按照上述方法涂刷绝缘漆，使用厚度仪测得绝缘漆厚度，如表4所示。

表4 铜排样本涂刷绝缘漆厚度统计

（3）耐压测试。使用耐压仪对上述4块样本进行耐压测试，逐步测试绝缘处理后的铜排样本的绝缘电压。测试数据如表5所示。由表5可以发现，4块样本均可达到DC 1 500 V的绝缘要求。随着绝缘漆厚度的增加，绝缘性能也相应增强，且绝缘厚度最低的A1样本的绝缘电压也可满足6号线车辆的使用要求。

表5 铜排样本绝缘测试数据

（4）附着力测试。根据GB/T 1720—1979《漆膜附着力测定法》，采取划格方式对附着力进行测试。测试结果如下：A1、A2、B1为 1级，A3为 2级。

对比6号线的供电参数和运营条件，上述所有测试数据均符合实际运营要求，故可以采用涂刷绝缘漆的方法。

2.3 绝缘方案实施

（1）方案实施前应做好准备工作。作业所需工具和物料统计如下：刷子，电子秤、秒表、涂-4#粘度计、点温计、膜厚仪，抹布、胶带纸，TJ 1357—6磁漆及固化剂，TJ 1357—6稀释剂，电气绝缘清洗剂或酒精（乙醇）。

（2）作业的工艺流程如下：工艺准备⇨刷漆前处理⇨调制漆液⇨刷漆⇨检查。

·工艺准备作业前确认：检查设备，确保设备处于完好状态；确认TJ 1357－6清漆在有效期限内，如果主剂或固化剂出现胶化、变色等变质现象，应将其废弃。

·刷漆前处理：用干净抹布蘸取电气绝缘清洗剂或酒精擦除集电靴表面的灰尘、油污、脏物，以确保刷涂面及刷涂工具净洁，擦拭后须风干。

·调制漆液：将清漆与固化剂按漆∶固化剂=4∶1配制，配制后的漆需在4 h内用完。用TJ 1357-6稀释剂调配漆粘度，用过滤网过筛，充分搅拌均匀，20 min后再刷漆。已开盖未用完的固化剂一定要密封保存，以免失效。

· 刷漆：要求漆膜厚度为120～150μm，分两道刷涂，每次刷涂60～75μm，刷涂应细致、均匀。在要求的工件表面上进行刷涂，集电靴靴臂刷涂长度约380 mm，涂刷宽度约 50 mm，如图 2、图 3所示。不刷涂部分粘贴胶带纸做好防护，以确保边缘整齐。漆膜厚度为60～75μm。涂装完成15～20 min后，观察外观颜色是否良好，有无起皱、剥落、涂装遗漏的地方，涂料是否有泪垂现象；如果发现上述不良现象，应进行补涂，清除残漆，自然晾干24 h。

·检查：要求漆膜厚度为120～150μm，确认涂装后的表面漆充分干燥（如图4所示）。

图2 绝缘漆涂刷长度

图3 绝缘漆涂刷宽度

图4 绝缘改造完成

（3）注意事项及操作安全要求。刷漆过程中要注意观察工件、漆液、设备及仪表情况；绝缘漆应密封贮存，不得靠近火源、热源，避免阳光直射，放置在阴凉通风之处；各步骤时间衔接要做到合理、紧凑、有效，并如实、详细做好全过程记录；要严格、细致地执行工艺规程及安全操作要求，操作时必须穿戴防护用具，避免将漆溅入眼睛里和皮肤上，完成刷涂后要及时将刷子等工具清洗干净；工作场地严禁烟火。

3 结语

车辆集电靴靴臂增加绝缘防护是今后集电靴供电车辆的主流方向。本文综合考虑广州地铁6号线车辆基本技术条件和车辆限界等因素，确定采用在车辆集电靴靴臂涂刷TJ 1357-6 H级晾干型表面绝缘磁漆的方案，并初步提供了可执行的方案。根据该方案的思路，目前广州地铁6号线已完成了车辆集电靴靴臂绝缘改造，运用效果良好。今后将针对本方案作进一步优化，使其有更好的应用前景。

［1］ 王书林，王俭朴.城市轨道交通电力牵引与控制［M］.北京：国防工业出版社，2011.

［2］ 朱士友，吕劲松.车辆检修工［M］.北京：中国劳动社会保障出版社，2009.

［3］ 孙玉坤，陈晓平.电路原理［M］.北京：机械工业出版社，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）