李貴明

（重慶市軌道交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，重慶 400022）

近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的加快，“低碳經(jīng)濟(jì)、安全可靠”成為目前世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的熱點(diǎn)，城市軌道交通向多元化發(fā)展。跨座式單軌交通以具有投資小、環(huán)保、景觀效果好、地形地貌適應(yīng)能力強(qiáng)、建設(shè)周期短等優(yōu)點(diǎn)，受到各大城市的青睞，繼重慶跨座式單軌運(yùn)營(yíng)以來(lái)，進(jìn)入迅速發(fā)展階段。據(jù)悉，目前已有蕪湖、柳州、廣安、西安等城市已經(jīng)規(guī)劃了數(shù)千公里跨座式單軌線路，跨座式單軌交通模式將成為我國(guó)未來(lái)城市交通發(fā)展的重要趨勢(shì)。

分段絕緣器作為供電接觸網(wǎng)電氣分段處的關(guān)鍵設(shè)備，需要具備良好的耐磨性、耐候性以及電氣絕緣性能。本文對(duì)目前分段絕緣器的應(yīng)用情況進(jìn)行介紹，并結(jié)合其他供電模式的分段絕緣器，希望能夠提出一種合理的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案。

1 現(xiàn)有情況

截至目前，跨座式單軌交通已經(jīng)在重慶安全運(yùn)營(yíng)近15年，其中接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)均采用國(guó)產(chǎn)化產(chǎn)品，運(yùn)營(yíng)情況良好。分段絕緣器作為單軌接觸網(wǎng)供電系統(tǒng)的關(guān)鍵裝置，經(jīng)歷了優(yōu)化改進(jìn)，目前基本上能夠滿足使用，但耐磨性及絕緣性隨著時(shí)間逐漸下降，導(dǎo)致分段絕緣器維護(hù)次數(shù)多，更換周期短。具體產(chǎn)品情況如下。

重慶較新線采用第一代分段絕緣器結(jié)構(gòu)形式如圖1。

圖1 重慶跨坐式單軌第一代分段絕緣器示意

其中分段絕緣器本體采用環(huán)氧玻璃鋼層壓板，該產(chǎn)品在耐磨性能方面具有一定優(yōu)勢(shì)。但在潮濕環(huán)境下，玻璃鋼材質(zhì)的吸水率不能滿足要求，尤其是雨天后表面附著導(dǎo)電顆粒不能滿足電氣絕緣性能，導(dǎo)致中性區(qū)電位較高。

就此，廠家進(jìn)行了分段絕緣器的優(yōu)化改進(jìn)，其結(jié)構(gòu)形式如圖2 所示。其分段絕緣器本體則采用高強(qiáng)度環(huán)氧樹(shù)脂玻璃鋼為基材，外部高溫模壓改性不飽和樹(shù)脂戶外耐磨防護(hù)層，提高了材料耐漏電性能指標(biāo)和使用壽命。

圖2 重慶跨坐式單軌第二代分段絕緣器示意

對(duì)于第二代單軌分段絕緣器，廠家進(jìn)行了模擬磨耗試驗(yàn)，50 萬(wàn)弓架次磨耗量?jī)H為0.3mm。按照試驗(yàn)結(jié)果核算，理論磨耗壽命應(yīng)滿足至少5年的使用（圖3）。

由于線路各種因素影響，分段絕緣器實(shí)際磨耗速度及磨耗量較試驗(yàn)?zāi)M惡劣，磨耗面表現(xiàn)為不均勻波浪狀磨痕，既有分段絕緣器外層為不飽和樹(shù)脂，厚度為3mm，不均勻磨損造成不飽和樹(shù)脂層破損后露出玻璃鋼芯棒，玻璃鋼易吸水，會(huì)導(dǎo)致絕緣性降低，產(chǎn)品更換期縮短，見(jiàn)圖4 所示。

圖3 模擬磨耗試驗(yàn)

圖4 現(xiàn)場(chǎng)磨耗情況

2 類似產(chǎn)品情況

目前，城市軌道交通分段絕緣器根據(jù)供電模式的不同，主要分為柔性分段絕緣器、剛性分段絕緣器以及鋼鋁復(fù)合軌分段絕緣器幾種形式?；乐饕捎肧MC 和聚四氟乙烯材料。對(duì)于類似安裝，主要有地鐵第三軌系統(tǒng)以及磁浮供電軌系統(tǒng)，其分段絕緣器安裝情況分別如圖5、6 所示。該形式產(chǎn)品自2013年在上海試用至今，磨耗均勻、磨耗量小，表面無(wú)異常燒蝕，見(jiàn)圖7 所示。

該形式絕緣滑板采用聚四氟乙烯材料，其耐漏電起痕性能、耐點(diǎn)腐蝕性能及耐弧性非常高，并具有突出的自潔性、憎水性以及高潤(rùn)滑性，耐磨性能高，使用壽命長(zhǎng)，絕緣滑板表面設(shè)置斜槽，保證車輛運(yùn)行時(shí)取流滑板平滑通過(guò)，避免導(dǎo)電顆粒附著引起絕緣閃絡(luò)以及泄露電流。

圖5 第三軌系統(tǒng)分段絕緣器照片

圖6 磁浮供電軌系統(tǒng)分段絕緣器照片

圖7 第三軌分段絕緣器應(yīng)用4 年照片

3 建議方案

結(jié)合跨座式單軌匯流排系統(tǒng)分段絕緣器目前存在問(wèn)題，借鑒類似產(chǎn)品設(shè)計(jì)，本文提出了新型結(jié)構(gòu)的分段絕緣器設(shè)計(jì)方案，見(jiàn)圖8。

分段絕緣器由夾板、滑板、墊板及緊固件構(gòu)成。夾板與滑板端頭呈鏡面對(duì)稱狀，通過(guò)螺栓夾持并固定在匯流排上?；逋ㄟ^(guò)螺栓連接在電分段處的兩段匯流排上?；逑虏块_(kāi)有一定角度的斜槽，可滿足集電靴的平滑通過(guò)。墊板用于螺栓連接處，防止螺母、墊圈對(duì)夾板及滑板造成損傷。

該設(shè)計(jì)方案增大了對(duì)磨面寬度，改善了接觸磨耗效果；滑板整體采用聚四氟乙烯材料，并可以根據(jù)實(shí)際磨耗情況進(jìn)行調(diào)整安裝，保證與接觸線的匹配性，產(chǎn)品使用壽命延長(zhǎng)。

圖8 單軌分段絕緣器示意圖

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)目前產(chǎn)品應(yīng)用情況，結(jié)合類似產(chǎn)品及應(yīng)用模式，提出適用于跨座式單軌交通用的分段絕緣器方案，希望能為我國(guó)跨座式單軌交通牽引供電產(chǎn)品方案優(yōu)化設(shè)計(jì)提供參考。