客車電泳輸送設(shè)備絕緣點(diǎn)產(chǎn)生明火故障處理措施

王大維，言應(yīng)相，張立武，肖乾亮

（湖南中車時(shí)代電動(dòng)汽車股份有限公司，湖南 株洲 410012）

隨著近年來(lái)客車業(yè)的高速發(fā)展，客戶對(duì)車輛品質(zhì)的要求日益提升，其中對(duì)車輛的整體防腐防銹水平更是提高到了新的高度，電泳涂裝工藝因其優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟(jì)和低污染等特性在汽車行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。我司2014 年興建客車整車陰極電泳生產(chǎn)線，設(shè)備自投入以來(lái)，由于電泳涂裝產(chǎn)線酸霧重、腐蝕性大，設(shè)備的電氣控制線路及絕緣材料均出現(xiàn)老化現(xiàn)象，電泳雙軌輸送設(shè)備的吊具系統(tǒng)的吊鏈及折疊導(dǎo)電桿與吊具框架連接處，曾有10 余次因絕緣性能下降造成連接處的絕緣板擊穿放電拉弧點(diǎn)燃周圍油漆起明火，存在重大火災(zāi)安全隱患。

1 電泳涂裝原理及工藝流程介紹

電泳涂裝是指將被涂工件浸泡在帶電荷涂料粒子的液體中，被涂工件與電極之間通過(guò)直流電，在被涂工件表面就會(huì)析出涂料粒子的涂裝法。

我司電泳涂裝產(chǎn)線共設(shè)置10 個(gè)槽體，全過(guò)程分為預(yù)處理、磷化、電泳、烘干、冷卻五大步驟共12 道工步。整車車體懸掛在雙軌輸送設(shè)備上，采用懸掛輸送鏈在10 個(gè)槽體之間順序傳輸。

電泳時(shí)整流電源的陰極通過(guò)電泳雙軌輸送設(shè)備上的導(dǎo)電銅排導(dǎo)電，經(jīng)吊具系統(tǒng)上的折疊導(dǎo)電桿、陰極電纜及導(dǎo)電夾將陰極電流引至電泳工件上，當(dāng)電泳工件完全入槽后，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)整流電源，兩段升壓后即完成電泳工步。

2 電泳雙軌輸送設(shè)備介紹

電泳雙軌輸送設(shè)備主要由行走系統(tǒng)、升降系統(tǒng)及吊具系統(tǒng)3 大主要部件組成。

電泳輸送設(shè)備上共3 類絕緣點(diǎn)，分別為吊鏈與吊具框架、折疊導(dǎo)電桿與吊具框架和索具與吊具框架，絕緣點(diǎn)均采用連接件中間夾絕緣板的方式，來(lái)隔斷電泳電流的通過(guò)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)兩結(jié)構(gòu)之間的電氣絕緣。在絕緣板絕緣性能有效情況下，絕緣板以下部分包括卸扣連接座、卸扣及索具均可視為整流電源的陽(yáng)極端。

3 明火原因分析

對(duì)吊具系統(tǒng)的吊鏈、折疊導(dǎo)電桿及索具各處連接點(diǎn)拆解檢查發(fā)現(xiàn)，安裝在吊具系統(tǒng)上的多處絕緣板及螺栓絕緣套均有明顯放電燒穿跡象。

設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)分析：吊具框架板厚度20mm，其之間夾的兩塊絕緣板厚度分別為11mm、16mm，而螺栓絕緣套的長(zhǎng)度為18mm，吊具框架的A 點(diǎn)區(qū)域有2mm 間隙。上述結(jié)構(gòu)情況下，設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后絕緣套和絕緣板不可預(yù)防性地出現(xiàn)擠壓磨損現(xiàn)象，即會(huì)造成酸霧進(jìn)入，對(duì)絕緣板及絕緣螺栓套造成腐蝕污染，使絕緣性能下降，之間的爬電距離受影響，進(jìn)而可能造成瞬間放電引起明火點(diǎn)燃外圍油漆。結(jié)合電泳時(shí)整流電源電流流向路徑示意圖做具體分析（圖1）。

圖1 電泳時(shí)整流電源電流流向路徑示意圖

電泳工件懸掛在吊具框架的四條索具上，6 根陰極導(dǎo)電夾均勻夾在電泳工件的適合位置，為便于對(duì)示意圖的理解與分析，圖中1～5#位置為兩結(jié)構(gòu)連接處之間的絕緣板，A、B、C 分別為折疊導(dǎo)電桿陰極連接電纜，為簡(jiǎn)化示意圖，圖中只表示一條電泳電流的正常流向路徑。

當(dāng)雙軌小車運(yùn)行到電泳槽正上方，雙軌小車上的導(dǎo)電銅排與預(yù)架在鋼結(jié)構(gòu)上的整流電源陰極滑板緊密接觸，同時(shí)升降系統(tǒng)將電泳工件下沉至電泳槽內(nèi)，當(dāng)完全被電泳漆浸漬后，系統(tǒng)啟動(dòng)整流電源，電流從陽(yáng)極經(jīng)電泳工件、連接電纜C、折疊導(dǎo)電桿下節(jié)、連接電纜B、折疊導(dǎo)電桿上節(jié)、連接電纜A、到導(dǎo)電銅排回到整流電源陰極，形成直流電流閉合回路對(duì)整車工件電泳。

根據(jù)電泳電流流向路徑分析，當(dāng)1～4#位置的絕緣板絕緣有效情況下，整流電源的陰極、升降系統(tǒng)、吊具框架、吊鏈之間均互相絕緣，當(dāng)5#位置的絕緣板絕緣有效情況下，整流電源的陽(yáng)極與吊具框架以上部件完全絕緣，由此推斷吊鏈及折疊導(dǎo)電桿連接處產(chǎn)生明火情況及條件。

一般而言，吊鏈處有三種情況可能產(chǎn)生明火，折疊導(dǎo)電桿處有兩種情況可能產(chǎn)生明火。從產(chǎn)生明火的條件分析，當(dāng)5#位置的絕緣板絕緣性能下降或失效后，就有可能造成吊鏈及折疊導(dǎo)電桿連接處產(chǎn)生明火，則可確定關(guān)鍵點(diǎn)為5#位置的絕緣板連接處，既四根索具的與吊具框架連接的四處位置。只有當(dāng)5#位置的絕緣板絕緣性能有效情況下才可完全隔斷陽(yáng)極電流，即使1～4#位置的絕緣板絕緣失效，吊鏈及折疊導(dǎo)電桿連接處也不會(huì)出現(xiàn)明火現(xiàn)象。

4 處理措施

明火產(chǎn)生主要出現(xiàn)在電泳期間，整流電源的陽(yáng)極與陰極瞬間放電短路而拉弧，隔斷陽(yáng)極電流流入吊具框架為最關(guān)鍵條件，從以下方面采取處理：

（1）優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。將螺栓絕緣套的螺紋部分長(zhǎng)度由原來(lái)的18mm 加長(zhǎng)至89mm，確保螺栓絕緣套對(duì)螺栓絕緣完全有效，并涂抹玻璃膠進(jìn)行密封防護(hù)，防止電泳酸霧進(jìn)入。

（2）分析可知，5#位置的絕緣板絕緣有效性為關(guān)鍵點(diǎn)，為進(jìn)一步確保四根索具與吊具框架之間能有效絕緣，根據(jù)每根索具所承受的拉力（約1.5T），通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研選用型號(hào)為JH10-120 拉緊絕緣子進(jìn)行二次絕緣，單個(gè)耐壓為10KV，承受拉力(約3T)。該拉緊絕緣子在電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，采用新型復(fù)合材料制成，即提高允許拉力，又提高耐壓水平,且抗腐蝕性強(qiáng),抗老化性能好，用3 道裙邊的防污設(shè)計(jì),增加了爬電距離,有效防止污閃現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)具有雙層保護(hù)功能，其內(nèi)部?jī)蓚€(gè)互相垂直的鐵環(huán)實(shí)際是相連的，由絕緣材料填充，即使絕緣層破壞，也保證了鐵環(huán)不分離，從而提高安全系數(shù)。

實(shí)際應(yīng)用中將拉緊絕緣子的一端通過(guò)卸扣掛在吊具框架的卸扣連接座上，索具通過(guò)卸扣掛在拉緊絕緣子的另一端，通過(guò)拉緊絕緣子完全隔斷索具與吊具框架之間的二次電氣絕緣。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)吊鏈與折疊導(dǎo)電桿處產(chǎn)生明火原因進(jìn)行分析，制定徹底解決方案，在索具與吊具框架連接處之間分別安裝拉緊絕緣子進(jìn)行二次電氣絕緣等方式，優(yōu)化電泳輸送設(shè)備絕緣設(shè)計(jì)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，索具與吊具框架之間的電氣絕緣有效，完全隔斷索具上的陽(yáng)極電流流入吊具框架，消除與陰極瞬間放電而產(chǎn)生火花的可能，極大提高雙軌輸送設(shè)備運(yùn)行的可靠性，更重要的是消除火災(zāi)安全隱患，此種絕緣設(shè)計(jì)方法，可以引用至其他電泳生產(chǎn)線的輸送設(shè)備上。