一種用于阻擋異物掉落引起供電短路的異型防護(hù)罩

李良 林明磊

摘 要：接觸軌線路在站臺(tái)內(nèi)的接觸軌布置原則為布置在站臺(tái)對(duì)面。廣州地鐵4號(hào)線黃村下行站臺(tái)設(shè)計(jì)上考慮了兩邊門(mén)上下客的情況，不可避免存在一邊布置了接觸軌。4號(hào)線黃村下行21號(hào)線換乘站臺(tái)啟用后存在乘客上下車(chē)踏空或者異物掉落，造成人員觸電事故或設(shè)備故障等安全風(fēng)險(xiǎn)。本文從接觸軌防護(hù)罩改型切入進(jìn)行防護(hù)罩改造，最大限度降低黃村4號(hào)線下行側(cè)式站臺(tái)接觸軌防觸電風(fēng)險(xiǎn)隱患。為國(guó)內(nèi)同類(lèi)型的接觸軌線路防范類(lèi)似風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，提供了可借鑒參考的方案。

關(guān)鍵詞：踏空;異物掉落;異型防護(hù)罩;防觸電

中圖分類(lèi)號(hào)：U231.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 背景概述

接觸軌線路在站臺(tái)內(nèi)的接觸軌布置原則為布置在站臺(tái)對(duì)面。廣州地鐵4號(hào)線黃村下行站臺(tái)設(shè)計(jì)上考慮了兩邊門(mén)上下客的情況，不可避免存在一邊布置了接觸軌。隨著21號(hào)線的開(kāi)通，需要啟用21號(hào)線換乘站臺(tái)，該站臺(tái)側(cè)屏蔽門(mén)下方存在接觸軌，站臺(tái)啟用后存在乘客上下車(chē)踏空或者異物掉落，造成人員觸電事故或設(shè)備故障等安全風(fēng)險(xiǎn)，詳見(jiàn)圖1。接觸軌本身已設(shè)計(jì)安裝了接觸軌防護(hù)罩，為最大限度的減少此類(lèi)事件，接觸網(wǎng)專(zhuān)業(yè)從集電靴防護(hù)罩防護(hù)異物掉落角度出發(fā)，制定了站臺(tái)屏蔽門(mén)下方接觸軌防護(hù)罩的優(yōu)化方案。

圖例：

2 現(xiàn)場(chǎng)勘查情況

接觸軌專(zhuān)業(yè)優(yōu)先考慮能否在接觸軌側(cè)加裝集電靴防護(hù)罩。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)核實(shí)以及集電靴防護(hù)罩與接觸軌安裝圖紙模擬測(cè)算比對(duì)：集電靴防護(hù)罩外廓與接觸軌防護(hù)罩外廓相沖抗，在現(xiàn)有條件下，無(wú)法安裝集電靴防護(hù)罩。集電靴防護(hù)罩外廓邊緣與接觸軌外廓邊緣相差29.5 mm。詳見(jiàn)圖2。

3 優(yōu)化方案的比選

黃村下行站臺(tái)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上加裝集電靴防護(hù)罩，由于現(xiàn)場(chǎng)條件限制，接觸軌防護(hù)罩與集電靴防護(hù)罩相抗，無(wú)法進(jìn)行安裝，而重新對(duì)集電靴防護(hù)罩進(jìn)行設(shè)計(jì)，再?gòu)S家定制，時(shí)間跨度長(zhǎng)，人力成本也較高，且短時(shí)間內(nèi)無(wú)法解決此隱患。

黃村下行站臺(tái)屏蔽門(mén)下方接觸軌防護(hù)罩優(yōu)化方案如下：

方案一：加裝集電靴防護(hù)罩，立項(xiàng)在接觸軌側(cè)加裝改進(jìn)過(guò)的集電靴防護(hù)罩，優(yōu)點(diǎn)：參考現(xiàn)有集電靴的安裝方式進(jìn)行安裝，有現(xiàn)有成熟的安裝經(jīng)驗(yàn)及運(yùn)行維保經(jīng)驗(yàn)，缺點(diǎn)：集電靴防護(hù)罩與接觸軌防護(hù)罩相抗，需要對(duì)集電靴防護(hù)罩進(jìn)行改型才可以安裝，需要重新對(duì)集電靴防護(hù)罩進(jìn)行設(shè)計(jì)，再?gòu)S家定制，時(shí)間跨度長(zhǎng)，檢修不方便，短時(shí)間內(nèi)無(wú)法解決此隱患，費(fèi)用約70萬(wàn)元。

方案二：加裝異型防護(hù)罩，從接觸軌防護(hù)罩改型切入進(jìn)行防護(hù)罩改造，在現(xiàn)有防護(hù)罩的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，改型的原則參考集電靴防護(hù)罩的設(shè)計(jì)原則。優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)在現(xiàn)有防護(hù)罩進(jìn)行改型，實(shí)現(xiàn)方式簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，時(shí)間較快，成本較低。缺點(diǎn)：改型后異型防護(hù)罩的設(shè)備限界參照集電靴防護(hù)罩設(shè)計(jì)。屬于新創(chuàng)設(shè)備，國(guó)內(nèi)未有相關(guān)案例。需要全方位評(píng)估運(yùn)行過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)，在設(shè)計(jì)制作階段充分考慮解決運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，費(fèi)用約2.6萬(wàn)元。

通過(guò)對(duì)方案一加裝集電靴防護(hù)罩和方案二加裝異型防護(hù)罩的優(yōu)缺點(diǎn)分析。再考慮可操作性、時(shí)間成本和人力成本。綜合比選后，確定方案二加裝異型防護(hù)罩。

4 接觸軌異型防護(hù)罩優(yōu)化方案

4.1 異型防護(hù)罩改型的設(shè)計(jì)原則

接觸網(wǎng)專(zhuān)業(yè)從接觸軌防護(hù)罩改型切入進(jìn)行防護(hù)罩改造，在現(xiàn)有防護(hù)罩的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，改型的原則參考集電靴防護(hù)罩的設(shè)計(jì)原則。

接觸軌防護(hù)罩改型設(shè)計(jì)原則：

（1）參考集電靴防護(hù)罩外廓邊緣限界值，改型后的接觸軌防護(hù)罩邊緣離線路中心的距離按1 400 mm+2 mm進(jìn)行控制，不允許負(fù)誤差。（2）新增的板長(zhǎng)2 400 mm、寬300 mm、厚3 mm，材質(zhì)為環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板，參考集電靴防護(hù)罩長(zhǎng)度2 200 mm基礎(chǔ)上增加200 mm余量。寬度和厚度均參考集電靴防護(hù)罩的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

4.2 異型防護(hù)罩材料的選擇

在選取材料時(shí)，通過(guò)調(diào)研電木絕緣板、環(huán)氧樹(shù)脂板等現(xiàn)有在電力行業(yè)常用的絕緣板，綜合比較技術(shù)參數(shù)、適用性。最終選定環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板作為改造的材料。環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板由玻璃纖維布用環(huán)氧樹(shù)脂粘合并加溫加壓制作而成，在中溫下機(jī)械性能高，在高溫下電氣性能穩(wěn)定。適用于機(jī)械、電器及電子用高絕緣結(jié)構(gòu)零部件，具有高的機(jī)械和介電性能，以及較好的耐熱性和耐潮性。

新增板的材質(zhì)為環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板。滿足絕緣防護(hù)罩在材料、結(jié)構(gòu)、機(jī)電性能參數(shù)不低于玻璃鋼材料集電靴防護(hù)罩的要求。

4.3 異型防護(hù)罩的制作工藝

通過(guò)在普通防護(hù)罩上粘貼錨固環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板進(jìn)行改型，使用環(huán)氧樹(shù)脂專(zhuān)用AB膠和雙尼龍鉚釘與普通防護(hù)罩進(jìn)行固定。改型后的接觸軌防護(hù)罩最大程度減小異物從列車(chē)與站臺(tái)之間的間隙掉落時(shí)造成供電短路等安全風(fēng)險(xiǎn)。

接觸軌異型防護(hù)罩運(yùn)行中的薄弱點(diǎn)主要在普通防護(hù)罩與環(huán)氧樹(shù)脂板粘連的牢固性，為此，通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂AB膠和防護(hù)罩的面面密貼粘連，AB膠粘貼寬度約80 mm;再通過(guò)尼龍鉚釘將普通防護(hù)罩與環(huán)氧樹(shù)脂板進(jìn)行鉚固。鉚釘尺寸直徑5 mm、長(zhǎng)6 mm，鉚固間隔400 mm，7排、共計(jì)14顆。通過(guò)剪切沖擊試驗(yàn)，確保粘連的可靠性。

異型防護(hù)罩設(shè)備設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖3。

接觸軌異型防護(hù)罩制作工藝：

（1）對(duì)普通防護(hù)罩及環(huán)氧樹(shù)脂絕緣板粘貼面進(jìn)行粗糙處理。

（2）異型防護(hù)罩由防護(hù)罩蓋板與防護(hù)罩通過(guò)環(huán)氧樹(shù)脂粘合而成，防護(hù)罩蓋板坡度設(shè)計(jì)10°，與防護(hù)罩上層坡度保持一致，合成后，通過(guò)雙排鉚釘錨固成型。

（3）待膠水粘貼24 h后，使用尼龍鉚釘將普通防護(hù)罩與環(huán)氧樹(shù)脂板進(jìn)行鉚固。鉚釘尺寸直徑5 mm、長(zhǎng)6 mm，鉚固間隔400 mm一處，7排、共計(jì)14顆。考慮到盡量光滑，鉚釘頭靠頂部，向下安裝，兩張板粘合。

（4）為保持防護(hù)罩顏色的一致性，鉚釘加固后涂刷了丙烯酸聚氨酯漆兩遍，成品完成。

4.4 異型防護(hù)罩的安裝標(biāo)準(zhǔn)

為確保改型后的接觸軌防護(hù)罩的運(yùn)行安裝，采取以下安裝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。保障防護(hù)罩的運(yùn)行安全：（1）安裝異型防護(hù)罩處防護(hù)罩支撐卡間距由500 mm一處調(diào)整為250 mm一處。（2）異型防護(hù)罩處的接觸軌拉出值按1 510 mm+5 mm進(jìn)行控制，不允許負(fù)誤差。（3）異型防護(hù)罩與屏蔽門(mén)中心線重合。接觸軌普通防護(hù)罩改型處的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為2 400 mm，屏蔽門(mén)寬度2 000 mm，兩者相差400 mm，改型后的防護(hù)罩兩端離定位絕緣支架控制在100 mm左右，保證當(dāng)防護(hù)罩沿線路縱向位移時(shí)，異型防護(hù)罩也可以完全覆蓋屏蔽門(mén)保護(hù)范圍。（4）異型防護(hù)罩上方噴涂“有電危險(xiǎn)，禁止踩踏”警示標(biāo)識(shí)。

5 異型防護(hù)罩兩端定位絕緣支架的布置原則

現(xiàn)場(chǎng)核查時(shí)，其中黃村下行站臺(tái)行車(chē)方向右側(cè)2/3/7/8/9

號(hào)對(duì)應(yīng)屏蔽門(mén)下方存在定位絕緣支架。需要對(duì)定位絕緣支架進(jìn)行遷改。

為此，安裝異型防護(hù)罩時(shí)，異型防護(hù)罩兩端定位絕緣支架的布置原則按以下要求執(zhí)行：（1）確保不影響異型防護(hù)罩安裝的情況下，兩端定位絕緣支架距離遠(yuǎn)離屏蔽門(mén)左右邊框的水平距離≥600 mm。（2）絕緣支架兩定位之間的跨距困難情況下不大于5.3 m。根據(jù)異型防護(hù)罩兩端定位絕緣支架的布置原則，黃村下行站臺(tái)一共調(diào)整和新增了10處定位絕緣支架。

6 異型防護(hù)罩在黃村站下行站臺(tái)掛網(wǎng)試驗(yàn)的步驟

因防護(hù)罩設(shè)備直接涉及行車(chē)安全，為保證防護(hù)罩準(zhǔn)確按照設(shè)計(jì)圖紙安裝到位，保證列車(chē)的行車(chē)安全，異型防護(hù)罩上線運(yùn)行按以下步驟進(jìn)行：

（1）異型防護(hù)罩的制作及限界測(cè)試。（2）在新造車(chē)輛段試車(chē)線進(jìn)行安裝和行車(chē)測(cè)試異型防護(hù)罩。行車(chē)測(cè)試通過(guò)后，進(jìn)行掛網(wǎng)試驗(yàn)。（3）在車(chē)輛段試車(chē)線掛網(wǎng)試驗(yàn)驗(yàn)收通過(guò)后，組織異型防護(hù)罩在黃村下行站臺(tái)上線試運(yùn)行。異型防護(hù)罩安裝后進(jìn)行行車(chē)試驗(yàn)，行車(chē)試驗(yàn)成功后進(jìn)行掛網(wǎng)試驗(yàn)。

7 黃村下行站臺(tái)接觸軌防護(hù)罩優(yōu)化方案的意義

黃村下行站臺(tái)接觸軌防護(hù)罩優(yōu)化方案參考集電靴防護(hù)罩的防護(hù)原則，從接觸軌防護(hù)罩改型切入進(jìn)行防護(hù)罩改造，最大限度的降低黃村4號(hào)線下行側(cè)式站臺(tái)接觸軌防觸電風(fēng)險(xiǎn)隱患。為國(guó)內(nèi)同類(lèi)型接觸軌線路防范同類(lèi)型風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，提供了可借鑒參考的方案。通過(guò)本次優(yōu)化方案申請(qǐng)了《一種用于阻擋異物掉落引起供電短路的異型防護(hù)罩》實(shí)用新型專(zhuān)利。

參考文獻(xiàn)：

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[2]廣州市軌道交通工程供電系統(tǒng)防護(hù)罩技術(shù)規(guī)格書(shū).