[實(shí)用新型]一種納米陶瓷涂層絕緣鋼軌

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720099490.4
• 申請(qǐng)日: 2017-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN207091838U
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王安斌;鐘峻青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): E01B5/02
• 分類號(hào): E01B5/02
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31225
• 代理人: 蔣亮珠

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于軌道交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超高絕緣性能軌道系統(tǒng)絕緣鋼軌。

背景技術(shù)

軌道交通例如地鐵、輕軌、有軌電車、新型軌道交通系統(tǒng)等，多采用直流電力牽引系統(tǒng)并把走行軌作為回流線路。該電流絕大部分能夠經(jīng)過走行軌流回到電源負(fù)極，但還有一小部分從軌道與地面絕緣不良的位置泄露到道床及周圍的土壤中，形成雜散電流。雜散電流的存在會(huì)對(duì)鋼軌本身及軌道周圍的公共設(shè)施管路及建筑物等發(fā)生電化學(xué)腐蝕，降低軌道、埋地管線及建筑物等的使用壽命。特別對(duì)于有軌電車的軌道相對(duì)于地鐵、輕軌而言，軌道完全埋入地下，其雜散電流的危害性更為嚴(yán)重。

對(duì)固定軌道鋼軌的扣件系統(tǒng)通常采用絕緣設(shè)計(jì)及對(duì)埋入式軌道的鋼軌外側(cè)設(shè)置絕緣護(hù)塊及護(hù)套，增大鋼軌與周邊構(gòu)筑物之間的絕緣電阻；此方法雖可以有效地增加軌道的絕緣電阻，但絕緣護(hù)塊及護(hù)套與扣件、絕緣護(hù)塊及護(hù)套之間在安裝及使用過程中會(huì)形成縫隙，這種縫隙不僅在沿鋼軌行車方向因絕緣零部件接頭及扣件等的不連續(xù)結(jié)構(gòu)造成的復(fù)雜工況造成，而且在軌道截面上由于鋼軌在車輛載荷作用下會(huì)產(chǎn)生變形，無(wú)論在垂直方向、水平方向及鋼軌的扭轉(zhuǎn)變形會(huì)和絕緣護(hù)塊及護(hù)套之間產(chǎn)生動(dòng)態(tài)間隙等，在實(shí)際運(yùn)行環(huán)境條件下及潮濕的環(huán)境下依然無(wú)法保持軌道系統(tǒng)的絕緣性能，無(wú)法從根本上解決軌道系統(tǒng)的雜散電流問題。

人類利用電以后，絕緣材料就成為研究課題。20世紀(jì)80年代，開始出現(xiàn)新的 F、H級(jí)絕緣材料體系，相繼開發(fā)了聚酯亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺、聚馬來(lái)酰亞胺、聚二苯醚等耐熱性絕緣漆、粘合劑和薄膜，以及改性環(huán)氧、不飽和聚酯、聚芳酰胺纖維紙及其復(fù)合材料等系列新產(chǎn)品。電工產(chǎn)品耐熱等級(jí)大多提升為B級(jí)，在冶金、吊車、機(jī)車電機(jī)等特殊電機(jī)中開始采用新的F、H級(jí)絕緣材料。90年代，相關(guān)機(jī)構(gòu)大規(guī)模的自主開發(fā)F、H級(jí)絕緣材料，使其性能得到提高，如改性二苯醚、改性雙馬來(lái)酰亞胺、改性聚酯亞胺漆包線漆、聚酰胺酰亞胺漆包線漆、聚酰亞胺漆包線漆、F、H級(jí)玻璃纖維制品、高性能聚酰亞胺薄膜、F級(jí)環(huán)氧粉云母帶等。無(wú)溶劑浸漬樹脂和快干浸漬漆得到迅速發(fā)展，少膠粉云母帶、VPI(真空壓力浸漬) 浸漬樹脂開始應(yīng)用。新一代耐高溫耐磨陶瓷絕緣涂料，可在被涂物體表面形成一層具有較高體積電阻率，室溫下大于10¹²Ωm和高的介電強(qiáng)度(擊穿強(qiáng)度)大于 10⁴kV/m。涂層能承受較強(qiáng)電場(chǎng)而不被擊穿的陶瓷涂層，該涂層具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和良好的化學(xué)穩(wěn)定性，能耐老化，耐水，耐化學(xué)腐蝕，長(zhǎng)時(shí)間耐火燒烤性，同時(shí)還具有耐機(jī)械沖擊和熱沖擊性能，納米材料的最新應(yīng)用，大大提高了工程絕緣性能。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種可從根本上解決軌道系統(tǒng)雜散電流問題、成本低、性能好的納米陶瓷涂層絕緣鋼軌。

本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種納米陶瓷涂層絕緣鋼軌，該鋼軌(1)的表面包括鋼軌頂面(3)和其他鋼軌外表面(4)，所述的鋼軌頂面(3)是指和車輪的滾動(dòng)接觸面及相鄰近的上表面部分，所述的其他鋼軌外表面 (4)是沿軌道縱向的包含軌腳上下及側(cè)面、軌腰兩面及軌頭上下面和側(cè)面，其特征在于，在所述的其他鋼軌外表面(4)均勻涂覆納米陶瓷絕緣涂層(2)，所述的納米陶瓷絕緣涂層(2)的材料包含粘接材料、增強(qiáng)材料和活性硬化劑。納米陶瓷絕緣涂層是納米陶瓷絕緣涂層和鋼軌表面永久性結(jié)合。

所述的納米陶瓷絕緣涂層(2)的厚度(5)在100-1000μm之間。

所述的納米陶瓷絕緣涂層(2)為電阻率不小于10兆歐姆的高絕緣電阻材料。

所述的納米陶瓷絕緣涂層(2)為市售納米陶瓷絕緣材料，具有良好的機(jī)械性能，具體包括：附著力不小于3MPa、磨耗量不大于10mg、耐沖擊性不小于30cm 的材料。

所述的納米陶瓷絕緣涂層(2)包含粘接材料、增強(qiáng)材料、活性硬化劑等組成；所述的粘接材料為縮醛、聚酯、改性聚酯、聚氨酯、聚酰亞胺中的一種或多種；所述的增強(qiáng)材料為氧化鋁、碳化硅、氮化硅、二氧化硅、氧化鎂、云母中的一種或多種；所述的活性硬化劑為十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙二醇、吐溫中的一種或多種。

進(jìn)一步，納米陶瓷絕緣涂層的材料采用雙組份醇體系納米陶瓷涂料型號(hào)XS-725A/B(廣州亦納新材料科技有限公司)，其主要成分為納米玻璃分散液、硅納米級(jí)分散基礎(chǔ)液、碳復(fù)合材料、復(fù)合醇助劑；雙組份XS-725A和XS-725B按比例 7:5混合均勻攪拌后使用。