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青藏鐵路地處海拔4000米以上的路段超過(guò)960公里，最高海拔處達(dá)到5072米，鐵路客車電氣系統(tǒng)、信號(hào)控制系統(tǒng)除了要滿足嚴(yán)格的振動(dòng)條件外，還需要符合高海拔的要求。特別是電器元件，在海拔高、空氣稀薄的情況下，要依然能夠保證車輛、信號(hào)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，需要對(duì)元件做特殊選擇或進(jìn)行符合高原條件的處理。接線端子作為關(guān)鍵電器元件之一，其連接可靠性影響著整個(gè)電氣系統(tǒng)的運(yùn)行安全，因而在高原環(huán)境下使用端子應(yīng)注意其相關(guān)參數(shù)的變化。
高原環(huán)境下對(duì)電器元件的考慮主要有電氣間隙、爬電距離、滅弧能力、抗紫外線能力等；對(duì)端子而言，則主要考慮電氣間隙、爬電距離、抗紫外線能力等。
一、名詞解釋
電氣間隙：兩導(dǎo)體間的電氣間隙是指將一根線緊繃在這兩導(dǎo)體之間的最短直線距離。
電氣間隙的大小和老化現(xiàn)象無(wú)關(guān)。電氣間隙能承受很高的過(guò)電壓，但當(dāng)過(guò)電壓值超過(guò)某一臨界值后，此電壓很快就引起電擊穿，因此在確認(rèn)電氣間隙大小的時(shí)候必須以設(shè)備可能會(huì)出現(xiàn)的最大的內(nèi)部和外部過(guò)電壓（脈沖耐受電壓為依據(jù)）。在不同場(chǎng)合使用同一電氣設(shè)備或運(yùn)用過(guò)電壓保護(hù)器時(shí)所出現(xiàn)的過(guò)電壓大小各不相同。因此根據(jù)不同的使用場(chǎng)合將過(guò)電壓分為Ⅰ至Ⅳ四個(gè)等級(jí)。
爬電距離：絕緣物表面的兩導(dǎo)體間的最短距離。
在絕緣材料表面會(huì)形成泄漏電流路徑。若這些泄漏電流路徑構(gòu)成一條導(dǎo)電通路，則出現(xiàn)表面閃絡(luò)或擊穿現(xiàn)象。絕緣材料的這種變化需要一定的時(shí)間，它是由長(zhǎng)時(shí)間加在器件上的工作電壓所引起的，器件周圍環(huán)境的污染能加速這一變化。
因此在確定端子爬電距離時(shí)要考慮工作電壓的大小、污染等級(jí)及所運(yùn)用的絕緣材料的抗爬電特性。根據(jù)基準(zhǔn)電壓、污染等級(jí)及絕緣材料組別來(lái)選擇爬電距離?；鶞?zhǔn)電壓值是從供電電網(wǎng)的額定電壓值推導(dǎo)出來(lái)的。
二、電氣間隙的確認(rèn)
此處以菲尼克斯電氣有限公司的連接2.5mm2導(dǎo)線的ST2,5回拉式彈簧接線端子為例，計(jì)算高原環(huán)境條件下如何確認(rèn)相關(guān)參數(shù)。
ST2.5 電氣參數(shù)：
額定電壓：800V 額定電流： 24A
額定脈沖耐受電壓： 8KV 污染等級(jí)：3
過(guò)電壓等級(jí)：Ⅲ 絕緣材料組別：Ⅰ
相鄰端子間電氣間隙：11.35mm 端子和導(dǎo)軌間電氣間隙：10.11mm
相鄰端子間爬電距離：11.35mm 端子和導(dǎo)軌間爬電距離：10.11mm
青藏線項(xiàng)目中，我們以青藏線客車的工作電壓為最例，我們知道，其電氣系統(tǒng)額定工作電壓是DC600V，所以此處選擇工作電壓≤1000V（交流有效值或直流平均值）級(jí)別計(jì)算，根據(jù)DIN VDE 0110：1989-01的標(biāo)準(zhǔn)，脈沖耐受電壓為8000V（污染等級(jí)為Ⅲ級(jí)），見(jiàn)表1，根據(jù)此數(shù)據(jù)，查找表格2A，得出2000m以下海拔時(shí)最小電氣間隙不能小于8mm（此處引用情況A的情況下的數(shù)據(jù)，情況A比情況B的數(shù)據(jù)要求更高，根據(jù)情況A確定的電氣間隙尺寸的器件不需要額外的檢驗(yàn)就可以直接使用于情況B），當(dāng)海拔高度上升時(shí)，需用此數(shù)據(jù)乘以一個(gè)高度校正值，查表2B,可知當(dāng)海拔高度是5000m時(shí)，間隙校正系數(shù)為1.48，二者之乘積為8x1.48=11.84，比Phoenix 的實(shí)際數(shù)值10.11要高，即在海拔5000m時(shí)，ST2.5的額定脈沖耐受電壓無(wú)法達(dá)到8000V，反向推導(dǎo)，既其正常工作電壓無(wú)法達(dá)到1000V（對(duì)應(yīng)脈沖耐受電壓是8000V）。但如果以工作電壓為600 V計(jì)算，查表得出2000m以下海拔時(shí)最小電氣間隙不能小于5.5mm，5.5x1.48=8.14 ,遠(yuǎn)小于Phoenix的實(shí)際數(shù)值10.11，所以此處可以得出，在海拔5000m時(shí)，Phoenix的ST2.5 端子的工作電壓無(wú)法達(dá)到1000V，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)600V（近似值在800V以上）。而實(shí)際上ST2.5的額定工作電壓就是800V，即ST2.5端子工作在5000m的海拔高度時(shí)，額定工作電壓不受到影響。
三、爬電距離的確認(rèn)
爬電距離主要受工作電壓的大小、污染等級(jí)、使用的絕緣材料的抗爬電特性的影響，但爬電距離必須大于對(duì)應(yīng)的電氣間隙。由上述電氣間隙的計(jì)算中我們已經(jīng)知道，當(dāng)設(shè)備工作在在5000m時(shí)，若其額定工作電壓為600V，則其電氣間隙不能小于8.14mm，而PHOENIX的ST2.5端子的最小爬電距離為10.11，滿足“爬電距離必須大于對(duì)應(yīng)的電氣間隙”；同樣條件下，如果額定工作電壓為1000V時(shí)，其電氣間隙不小于11.84mm,Phoenix端子的電氣間隙只有10.11mm，無(wú)法滿足要求，即在5000m海拔高處，ST2.5端子無(wú)法工作在1000V的電壓下；但如果其額定工作電壓是800V時(shí)，由于表格1中無(wú)法給出對(duì)應(yīng)800V工作電壓時(shí)的相關(guān)參數(shù)，因而無(wú)法在表格2中查出對(duì)應(yīng)的2000m處的電氣間隙，但根據(jù)數(shù)據(jù)變化規(guī)則，可以近似得出額定工作電壓是800V時(shí)，在2000m處的電氣間隙是6.5-6.7,從而得出5000m海拔時(shí)，800V工作電壓所對(duì)應(yīng)的電氣間隙約為9.62-9.92,小于10mm，也滿足“爬電距離必須大于對(duì)應(yīng)的電氣間隙”；所以說(shuō)端子即使工作在5000m時(shí)，ST2.5端子的爬電距離滿足要求。
四、抗紫外線
菲尼克斯電氣的端子外殼是由熱塑性材料-尼龍所構(gòu)成的，它對(duì)紫外線的不敏感使其在露天和熱帶地區(qū)等紫外線強(qiáng)烈的地區(qū)都能保持良好的性能。
這種現(xiàn)代絕緣材料具有部分結(jié)晶分子結(jié)構(gòu)，因此在高達(dá)100℃的工作溫度下，它仍保證具有非常好的電氣、機(jī)械、化學(xué)和其他特性。它具有抗熱老化特性，在短時(shí)間內(nèi)所能承受的高溫高達(dá)220℃。它對(duì)微生物、細(xì)菌、霉菌、酵素和蟻類也有很好的抵御力。
尼龍不易燃且能自熄滅。根據(jù)UL94的標(biāo)準(zhǔn)，尼龍可達(dá)到可燃等級(jí)V2至V0，其中V0阻燃等級(jí)最高，菲尼克斯端子都滿足這個(gè)要求。它還不含鹵素，滿足鐵路對(duì)塑料材料的低煙無(wú)鹵的要求。
用以上方法對(duì)ST4系列彈簧端子進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)論是ST4系列彈簧端子也能夠在海拔5000米的地方以800V的額定工作電壓進(jìn)行工作。同樣的方法檢驗(yàn)菲尼克斯電氣的其他連接技術(shù)產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)只要產(chǎn)品的額定工作電壓達(dá)到800V，就可以在5000m高度用于DC600V的系統(tǒng)中而不用做任何的特別處理。
五、菲尼克斯電氣端子產(chǎn)品在青藏項(xiàng)目中的部分應(yīng)用
青藏線客車的電氣控制系統(tǒng)采用集中控制和網(wǎng)絡(luò)智能控制方式，全車電氣控制系統(tǒng)包括：綜合控制柜，塞拉門控制箱，污水控制箱，溫水控制箱，集便器控制箱等。其中綜合控制柜是整個(gè)客車的控制中樞，控制了空調(diào)系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)、應(yīng)急控制系統(tǒng)等，具有極其重要的作用。在如此重要的設(shè)備中大量使用著菲尼克斯電氣的端子，所用端子包括ST回拉式彈簧端子和UK35端子。
溫水控制箱主要用于控制洗漱的熱水，以保證在高原高寒情況下的熱水持續(xù)和可靠供用。在這個(gè)控制箱中也采用了菲尼克斯的回拉式彈簧接線端子。
青藏鐵路為了解決高原環(huán)保問(wèn)題，采取了多種措施，除了在施工中采取了環(huán)保施工外，客車也采取了垃圾集中收集，集中處理的方式。包括污水也采取了集中處理。污水控制箱就是控制污水處理系統(tǒng)的控制設(shè)備。在這個(gè)設(shè)備中，也采用了菲尼克斯電氣的回拉式彈簧端子。
在青藏鐵路信號(hào)系統(tǒng)中，例如，電纜盒和接線箱也使用了菲尼克斯的MZB系列微型彈簧端子。目前，這些設(shè)備已經(jīng)通過(guò)了初步高原實(shí)地運(yùn)行試驗(yàn)，工作可靠。
（轉(zhuǎn)載）
