城轨车辆客室端部电气柜壳体多功能结构研制

陈国丽

摘 要：介绍了电气柜壳体研制过程中结构防火设计开发，重点阐述其结构设计和材料选择，并且通过防火试验验证电气柜壳体满足标准BS 6853 30 min耐火完整性。

关键词：电气柜壳体;结构防火;耐火试验

中图分类号：U260.3 文献标识码：A

1 概述

电气柜壳体一般分布于城轨车辆客室端部，其作用是隔离柜内电气设备与客室直接接触。为了方便维护，电气柜壳体内部设置检修灯，通过开关电气柜门控制检修灯亮灭。电气柜内可能放有大功率设备，针对柜内大功率设备可能引发的自燃情况，会危害到客室内乘客人身安全，在这一历史背景下，研制出一种电气柜壳体防火结构，在柜内设备大火燃烧50 min内情况下，其结构保持完整性并且不蹿火，符合BS 6853标准防火完整性要求。

2 电气柜壳体多功能结构设计

电气柜壳体机构设计须要符合以下要求：

1）电气柜壳体内设置限位开关和检修灯，确保通过柜门开关控制检修灯亮灭。

2）电气柜壳体结构防火满足BS 6853标准30 min的防火完整性。

3）电气柜壳门打开确保有空间维护柜内设备。

基于以上要求对电气柜壳体结构进行设计如图1、图2、图3、图4、图5所示，客室电气柜壳体主体结构包含电气柜骨架1、通道侧门2、客室侧门3、防火散热格栅4、铰链5、锁6、限位绳7、限位开关8、检修灯9、上部安装支架10、锁垫板11、门插12、门插垫板13、踢脚板15等。所述电气柜骨架1由铝型材侧边梁、上边梁、裙板、端梁和转角柱组焊而成整体框架，电气柜骨架1内部用耐高温胶粘接陶瓷纤维204后，并用带玻纤布的铝箔胶带对陶瓷纤维204包裹固定;所述通道侧门2和客室门3由10 mm厚铝蜂窝板201、4 mm厚酚醛板202、0.5 mm厚不锈钢板203粘接而成的复合板，背面用耐高温胶粘接陶瓷纤维204后，用带玻纤布的铝箔胶带对陶瓷纤维204包裹固定，并用固定钉14加强固定，门板周边凹台处粘接防火胶条205。在高温情况下，柜门板能保证自身的刚度、强度及稳定性，防火胶条填充门板四周的缝隙，具有良好的隔火、隔烟作用。通道侧门2一侧通过铰链5固定在电气柜骨架1上，另一侧通过锁6锁在电气柜骨架1上的锁垫板11上，客室侧门3下部安装的门插12，通过门插垫片13调节间隙使客室侧门3和电气柜骨架1无缝隙插接，上部通过锁6锁在电气柜骨架1上的锁垫板11上，踢脚板15粘接于电气柜骨架下部;所述防火散热格栅4用紧固件固定在通道侧门2上;所述限位开关8安装于客室侧和通道侧电气柜骨架1上部，检修灯9安装在通道侧电气柜骨架1上部，可通过开关门控制检修灯亮灭。

电气柜壳体安装：电气柜壳体上部通过调节安装支架10与端部罩板连接，端部通过紧固件与车厢端墙连接，侧部通过紧固件与门立罩连接。

3 电气柜壳体结构实验方法及结果

3.1 试验要求

客室端部电气柜壳体至少满足BS 6853 标准30 min标准完整性要求，测试按照BS 476-20和BS 476-22标准试验方法测试，耐火时间至少30 min，耐火完整性需要满足以下几点：

1）任何部位不允许发生坍塌。

2）棉垫未点燃或者试件背火面未出现持续达10 s或者10 s以上火焰。

3）当试件背火面出现贯通至试验炉内裂缝时，直径6 mm

的探棒穿过裂缝进入炉内且沿裂缝长度方向移动的距离不大于150 mm。

4）直径25 mm的探棒不能穿过裂缝进入炉内。

3.2 试验过程

试验样件如图6所示安装，试件四周用防火棉充分填充完整，确保试件與炉壁之间的没有任何缝隙。经防火第三方检测安装后和开柜门确认试件与文件描述一致性后方可开始测试。保证试验样件与正式产品一致，不得对样件进行任何防火/耐火性能的补强。

3.3 试验结果

炉内实际温度/时间曲线和标准温度/时间曲线，见图7。

距理论平面1 000 mm处炉内相对于炉外的压差，见图8。

测试时观察到的现象，见表1。

4 结论

（1）客室端部电气柜壳体结构具备可通过开关柜门控制柜内检修灯亮灭。

（2）通过3.1试验要求判定3.3试验结果，得出结论：客室内电气柜壳体能够满足标准BS 6853 50 min耐火完整性要求。