一种用于阻挡异物掉落引起供电短路的异型防护罩

李良 林明磊

摘 要：接触轨线路在站台内的接触轨布置原则为布置在站台对面。广州地铁4号线黄村下行站台设计上考虑了两边门上下客的情况，不可避免存在一边布置了接触轨。4号线黄村下行21号线换乘站台启用后存在乘客上下车踏空或者异物掉落，造成人员触电事故或设备故障等安全风险。本文从接触轨防护罩改型切入进行防护罩改造，最大限度降低黄村4号线下行侧式站台接触轨防触电风险隐患。为国内同类型的接触轨线路防范类似风险时，提供了可借鉴参考的方案。

关键词：踏空;异物掉落;异型防护罩;防触电

中图分类号：U231.8 文献标识码：A

1 背景概述

接触轨线路在站台内的接触轨布置原则为布置在站台对面。广州地铁4号线黄村下行站台设计上考虑了两边门上下客的情况，不可避免存在一边布置了接触轨。随着21号线的开通，需要启用21号线换乘站台，该站台侧屏蔽门下方存在接触轨，站台启用后存在乘客上下车踏空或者异物掉落，造成人员触电事故或设备故障等安全风险，详见图1。接触轨本身已设计安装了接触轨防护罩，为最大限度的减少此类事件，接触网专业从集电靴防护罩防护异物掉落角度出发，制定了站台屏蔽门下方接触轨防护罩的优化方案。

图例：

2 现场勘查情况

接触轨专业优先考虑能否在接触轨侧加装集电靴防护罩。经现场核实以及集电靴防护罩与接触轨安装图纸模拟测算比对：集电靴防护罩外廓与接触轨防护罩外廓相冲抗，在现有条件下，无法安装集电靴防护罩。集电靴防护罩外廓边缘与接触轨外廓边缘相差29.5 mm。详见图2。

3 优化方案的比选

黄村下行站台在现有基础上加装集电靴防护罩，由于现场条件限制，接触轨防护罩与集电靴防护罩相抗，无法进行安装，而重新对集电靴防护罩进行设计，再厂家定制，时间跨度长，人力成本也较高，且短时间内无法解决此隐患。

黄村下行站台屏蔽门下方接触轨防护罩优化方案如下：

方案一：加装集电靴防护罩，立项在接触轨侧加装改进过的集电靴防护罩，优点：参考现有集电靴的安装方式进行安装，有现有成熟的安装经验及运行维保经验，缺点：集电靴防护罩与接触轨防护罩相抗，需要对集电靴防护罩进行改型才可以安装，需要重新对集电靴防护罩进行设计，再厂家定制，时间跨度长，检修不方便，短时间内无法解决此隐患，费用约70万元。

方案二：加装异型防护罩，从接触轨防护罩改型切入进行防护罩改造，在现有防护罩的基础上进行改造，改型的原则参考集电靴防护罩的设计原则。优点：通过在现有防护罩进行改型，实现方式简单，可操作性强，时间较快，成本较低。缺点：改型后异型防护罩的设备限界参照集电靴防护罩设计。属于新创设备，国内未有相关案例。需要全方位评估运行过程中的风险，在设计制作阶段充分考虑解决运行的风险点，费用约2.6万元。

通过对方案一加装集电靴防护罩和方案二加装异型防护罩的优缺点分析。再考虑可操作性、时间成本和人力成本。综合比选后，确定方案二加装异型防护罩。

4 接触轨异型防护罩优化方案

4.1 异型防护罩改型的设计原则

接触网专业从接触轨防护罩改型切入进行防护罩改造，在现有防护罩的基础上进行改造，改型的原则参考集电靴防护罩的设计原则。

接触轨防护罩改型设计原则：

（1）参考集电靴防护罩外廓边缘限界值，改型后的接触轨防护罩边缘离线路中心的距离按1 400 mm+2 mm进行控制，不允许负误差。（2）新增的板长2 400 mm、宽300 mm、厚3 mm，材质为环氧树脂绝缘板，参考集电靴防护罩长度2 200 mm基础上增加200 mm余量。宽度和厚度均参考集电靴防护罩的参数进行设计。

4.2 異型防护罩材料的选择

在选取材料时，通过调研电木绝缘板、环氧树脂板等现有在电力行业常用的绝缘板，综合比较技术参数、适用性。最终选定环氧树脂绝缘板作为改造的材料。环氧树脂绝缘板由玻璃纤维布用环氧树脂粘合并加温加压制作而成，在中温下机械性能高，在高温下电气性能稳定。适用于机械、电器及电子用高绝缘结构零部件，具有高的机械和介电性能，以及较好的耐热性和耐潮性。

新增板的材质为环氧树脂绝缘板。满足绝缘防护罩在材料、结构、机电性能参数不低于玻璃钢材料集电靴防护罩的要求。

4.3 异型防护罩的制作工艺

通过在普通防护罩上粘贴锚固环氧树脂绝缘板进行改型，使用环氧树脂专用AB胶和双尼龙铆钉与普通防护罩进行固定。改型后的接触轨防护罩最大程度减小异物从列车与站台之间的间隙掉落时造成供电短路等安全风险。

接触轨异型防护罩运行中的薄弱点主要在普通防护罩与环氧树脂板粘连的牢固性，为此，通过环氧树脂AB胶和防护罩的面面密贴粘连，AB胶粘贴宽度约80 mm;再通过尼龙铆钉将普通防护罩与环氧树脂板进行铆固。铆钉尺寸直径5 mm、长6 mm，铆固间隔400 mm，7排、共计14颗。通过剪切冲击试验，确保粘连的可靠性。

异型防护罩设备设计图见图3。

接触轨异型防护罩制作工艺：

（1）对普通防护罩及环氧树脂绝缘板粘贴面进行粗糙处理。

（2）异型防护罩由防护罩盖板与防护罩通过环氧树脂粘合而成，防护罩盖板坡度设计10°，与防护罩上层坡度保持一致，合成后，通过双排铆钉锚固成型。

（3）待胶水粘贴24 h后，使用尼龙铆钉将普通防护罩与环氧树脂板进行铆固。铆钉尺寸直径5 mm、长6 mm，铆固间隔400 mm一处，7排、共计14颗。考虑到尽量光滑，铆钉头靠顶部，向下安装，两张板粘合。

（4）为保持防护罩颜色的一致性，铆钉加固后涂刷了丙烯酸聚氨酯漆两遍，成品完成。

4.4 异型防护罩的安装标准

为确保改型后的接触轨防护罩的运行安装，采取以下安装技术标准。保障防护罩的运行安全：（1）安装异型防护罩处防护罩支撑卡间距由500 mm一处调整为250 mm一处。（2）异型防护罩处的接触轨拉出值按1 510 mm+5 mm进行控制，不允许负误差。（3）异型防护罩与屏蔽门中心线重合。接触轨普通防护罩改型处的长度设计为2 400 mm，屏蔽门宽度2 000 mm，两者相差400 mm，改型后的防护罩两端离定位绝缘支架控制在100 mm左右，保证当防护罩沿线路纵向位移时，异型防护罩也可以完全覆盖屏蔽门保护范围。（4）异型防护罩上方喷涂“有电危险，禁止踩踏”警示标识。

5 异型防护罩两端定位绝缘支架的布置原则

现场核查时，其中黄村下行站台行车方向右侧2/3/7/8/9

号对应屏蔽门下方存在定位绝缘支架。需要对定位绝缘支架进行迁改。

为此，安装异型防护罩时，异型防护罩两端定位绝缘支架的布置原则按以下要求执行：（1）确保不影响异型防护罩安装的情况下，两端定位绝缘支架距离远离屏蔽门左右边框的水平距离≥600 mm。（2）绝缘支架两定位之间的跨距困难情况下不大于5.3 m。根据异型防护罩两端定位绝缘支架的布置原则，黄村下行站台一共调整和新增了10处定位绝缘支架。

6 异型防护罩在黄村站下行站台挂网试验的步骤

因防护罩设备直接涉及行车安全，为保证防护罩准确按照设计图纸安装到位，保证列车的行车安全，异型防护罩上线运行按以下步骤进行：

（1）异型防护罩的制作及限界测试。（2）在新造車辆段试车线进行安装和行车测试异型防护罩。行车测试通过后，进行挂网试验。（3）在车辆段试车线挂网试验验收通过后，组织异型防护罩在黄村下行站台上线试运行。异型防护罩安装后进行行车试验，行车试验成功后进行挂网试验。

7 黄村下行站台接触轨防护罩优化方案的意义

黄村下行站台接触轨防护罩优化方案参考集电靴防护罩的防护原则，从接触轨防护罩改型切入进行防护罩改造，最大限度的降低黄村4号线下行侧式站台接触轨防触电风险隐患。为国内同类型接触轨线路防范同类型风险时，提供了可借鉴参考的方案。通过本次优化方案申请了《一种用于阻挡异物掉落引起供电短路的异型防护罩》实用新型专利。

参考文献：

[1]广州地铁四、五号线集电靴防护工程施工图设计.

[2]广州市轨道交通工程供电系统防护罩技术规格书.