客车电泳输送设备绝缘点产生明火故障处理措施

王大维，言应相，张立武，肖乾亮

（湖南中车时代电动汽车股份有限公司，湖南 株洲 410012）

随着近年来客车业的高速发展，客户对车辆品质的要求日益提升，其中对车辆的整体防腐防锈水平更是提高到了新的高度，电泳涂装工艺因其优质、高效、经济和低污染等特性在汽车行业得到广泛应用。我司2014 年兴建客车整车阴极电泳生产线，设备自投入以来，由于电泳涂装产线酸雾重、腐蚀性大，设备的电气控制线路及绝缘材料均出现老化现象，电泳双轨输送设备的吊具系统的吊链及折叠导电杆与吊具框架连接处，曾有10 余次因绝缘性能下降造成连接处的绝缘板击穿放电拉弧点燃周围油漆起明火，存在重大火灾安全隐患。

1 电泳涂装原理及工艺流程介绍

电泳涂装是指将被涂工件浸泡在带电荷涂料粒子的液体中，被涂工件与电极之间通过直流电，在被涂工件表面就会析出涂料粒子的涂装法。

我司电泳涂装产线共设置10 个槽体，全过程分为预处理、磷化、电泳、烘干、冷却五大步骤共12 道工步。整车车体悬挂在双轨输送设备上，采用悬挂输送链在10 个槽体之间顺序传输。

电泳时整流电源的阴极通过电泳双轨输送设备上的导电铜排导电，经吊具系统上的折叠导电杆、阴极电缆及导电夹将阴极电流引至电泳工件上，当电泳工件完全入槽后，系统自动启动整流电源，两段升压后即完成电泳工步。

2 电泳双轨输送设备介绍

电泳双轨输送设备主要由行走系统、升降系统及吊具系统3 大主要部件组成。

电泳输送设备上共3 类绝缘点，分别为吊链与吊具框架、折叠导电杆与吊具框架和索具与吊具框架，绝缘点均采用连接件中间夹绝缘板的方式，来隔断电泳电流的通过，进而实现两结构之间的电气绝缘。在绝缘板绝缘性能有效情况下，绝缘板以下部分包括卸扣连接座、卸扣及索具均可视为整流电源的阳极端。

3 明火原因分析

对吊具系统的吊链、折叠导电杆及索具各处连接点拆解检查发现，安装在吊具系统上的多处绝缘板及螺栓绝缘套均有明显放电烧穿迹象。

设计结构分析：吊具框架板厚度20mm，其之间夹的两块绝缘板厚度分别为11mm、16mm，而螺栓绝缘套的长度为18mm，吊具框架的A 点区域有2mm 间隙。上述结构情况下，设备运行一段时间后绝缘套和绝缘板不可预防性地出现挤压磨损现象，即会造成酸雾进入，对绝缘板及绝缘螺栓套造成腐蚀污染，使绝缘性能下降，之间的爬电距离受影响，进而可能造成瞬间放电引起明火点燃外围油漆。结合电泳时整流电源电流流向路径示意图做具体分析（图1）。

图1 电泳时整流电源电流流向路径示意图

电泳工件悬挂在吊具框架的四条索具上，6 根阴极导电夹均匀夹在电泳工件的适合位置，为便于对示意图的理解与分析，图中1～5#位置为两结构连接处之间的绝缘板，A、B、C 分别为折叠导电杆阴极连接电缆，为简化示意图，图中只表示一条电泳电流的正常流向路径。

当双轨小车运行到电泳槽正上方，双轨小车上的导电铜排与预架在钢结构上的整流电源阴极滑板紧密接触，同时升降系统将电泳工件下沉至电泳槽内，当完全被电泳漆浸渍后，系统启动整流电源，电流从阳极经电泳工件、连接电缆C、折叠导电杆下节、连接电缆B、折叠导电杆上节、连接电缆A、到导电铜排回到整流电源阴极，形成直流电流闭合回路对整车工件电泳。

根据电泳电流流向路径分析，当1～4#位置的绝缘板绝缘有效情况下，整流电源的阴极、升降系统、吊具框架、吊链之间均互相绝缘，当5#位置的绝缘板绝缘有效情况下，整流电源的阳极与吊具框架以上部件完全绝缘，由此推断吊链及折叠导电杆连接处产生明火情况及条件。

一般而言，吊链处有三种情况可能产生明火，折叠导电杆处有两种情况可能产生明火。从产生明火的条件分析，当5#位置的绝缘板绝缘性能下降或失效后，就有可能造成吊链及折叠导电杆连接处产生明火，则可确定关键点为5#位置的绝缘板连接处，既四根索具的与吊具框架连接的四处位置。只有当5#位置的绝缘板绝缘性能有效情况下才可完全隔断阳极电流，即使1～4#位置的绝缘板绝缘失效，吊链及折叠导电杆连接处也不会出现明火现象。

4 处理措施

明火产生主要出现在电泳期间，整流电源的阳极与阴极瞬间放电短路而拉弧，隔断阳极电流流入吊具框架为最关键条件，从以下方面采取处理：

（1）优化结构设计。将螺栓绝缘套的螺纹部分长度由原来的18mm 加长至89mm，确保螺栓绝缘套对螺栓绝缘完全有效，并涂抹玻璃胶进行密封防护，防止电泳酸雾进入。

（2）分析可知，5#位置的绝缘板绝缘有效性为关键点，为进一步确保四根索具与吊具框架之间能有效绝缘，根据每根索具所承受的拉力（约1.5T），通过市场调研选用型号为JH10-120 拉紧绝缘子进行二次绝缘，单个耐压为10KV，承受拉力(约3T)。该拉紧绝缘子在电力系统中应用广泛，采用新型复合材料制成，即提高允许拉力，又提高耐压水平,且抗腐蚀性强,抗老化性能好，用3 道裙边的防污设计,增加了爬电距离,有效防止污闪现象的发生，同时具有双层保护功能，其内部两个互相垂直的铁环实际是相连的，由绝缘材料填充，即使绝缘层破坏，也保证了铁环不分离，从而提高安全系数。

实际应用中将拉紧绝缘子的一端通过卸扣挂在吊具框架的卸扣连接座上，索具通过卸扣挂在拉紧绝缘子的另一端，通过拉紧绝缘子完全隔断索具与吊具框架之间的二次电气绝缘。

4 结语

通过对吊链与折叠导电杆处产生明火原因进行分析，制定彻底解决方案，在索具与吊具框架连接处之间分别安装拉紧绝缘子进行二次电气绝缘等方式，优化电泳输送设备绝缘设计，经现场验证，索具与吊具框架之间的电气绝缘有效，完全隔断索具上的阳极电流流入吊具框架，消除与阴极瞬间放电而产生火花的可能，极大提高双轨输送设备运行的可靠性，更重要的是消除火灾安全隐患，此种绝缘设计方法，可以引用至其他电泳生产线的输送设备上。