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城市轨道交通(AFC)地面线槽的防水

 

文/南通大通电气有限公司

 

  当前在中国各城市都在发展轨道交通,尤其地铁的建设更盛。由于中国城市轨道交通建设起步较晚,各系统在吸收国外的先进技术和经验的同时,国内的相关配套单位也在各个工程中不断探索,积累自己宝贵的经验。就地铁AFC地面布线系统来说,也经历了运用、发现、探索、再提高的一个过程。

  通过研究发现,相当一部分地铁AFC系统地面管线槽敷设完毕后,强、弱电管槽内全是渗水,尤其南方和沿海城市地下水位高,问题更加突出。电缆长久浸泡在水里的后果怎样大家可想而知,轻则造成设备短路,系统瘫痪。重则造成人员触电事故。长期以来,AFC地面线槽的防水问题一直未能解决。

  就目前来说,在国内,初建地铁的工程单位,对AFC地面布线系统的防水问题并没有引起足够的重视,所以一般来说,初建的地铁AFC地面布线的槽盒里都有水,电缆都浸泡在水里。有过经验教训的工程单位对AFC地面布线槽、盒的防水问题已引起了高度的重视,在设计、招标时就对这一块提出了严格防水要求。因此建议,就AFC地面线槽的防水问题,新建地铁的单位不要再走别人已走过的弯路。

 

一、AFC地面线槽技术背景

  最初,因为没有AFC地面线槽生产的专业厂家,一般都是由桥架厂来供货的,他们制造的AFC地面布线槽生产工艺与普通桥架类似,根本就达不到防渗水的要求。还有些地铁AFC地面线槽是采用传统的地面插座以及线槽来替代的,由于传统的地面插座布线方法防水要求不高,所以防护等级一般都在IP44以内。以上两种情况,通过了解国内多地AFC地面布线系统发现:槽盒内存留有大量的地下水,相当一部分的电缆线浸泡在地下水中,由于电缆线在施工过程中会造成外皮破损,因此漏电情况必然存在。

  为解决地铁AFC地面布线系统槽、盒的漏水问题,这就要求提高槽、盒的防护等级,即密水性能。通过试验验证,防护等级至少达到IPX7才能满足AFC地面线槽防水要求。所以,国内部分地铁AFC地面布线,为了防水的需要,采用现场焊接的办法来解决这一问题。由于普通钢板表面必须进行热镀锌(一般采用热镀锌的方法来提高钢材的耐腐蚀性能),这样就不适宜在现场进行焊接。因为现场焊接会破坏表面的防腐层,焊接处在短时间内就会锈蚀损坏,还是容易造成漏水的现象。基于以上原因,国内多条地铁AFC地面布线系统,采用不锈钢材料做成槽、盒,再在现场进行拼装焊接,以此来提高槽、盒的防水能力。由于AFC地面布线槽在连接在一起长度至少有几十米,而且有拐弯和交叉,AFC地面线槽的底面无法翻过来进行焊接。再由于焊接是特殊工艺,在焊接时难免产生气孔和沙孔,在现场也无法验证是否漏水,这也不能保证防水效果。反而增大了现场的施工难度。由于现场焊接会产生明火,也增加了产生火灾的安全隐患。

 

二、AFC地面线槽、盒创新设计

  我公司在掌握了以上的情况基础上,结合其它防水电器的设计经验,针对地铁AFC地面线槽、盒深入地进行调查研究,提出了一个新概念:在不高于传统地面插座成本的情况下进行产品创新设计。

  地面布线系统都是由地面线槽、地面分线盒、连接器等相互连接组装而成的。在设计时突破原有的理念,针对地面分线盒和连接器进行了大胆的创新设计,分线盒预先焊接线槽段,这样分线盒的每一个接口都是一个线槽段。另外设计出适用于矩形线槽连接的专用连接器。连接器由上下两片组成,斜对角方向安装螺栓。当螺栓收紧时,就会有一个垂直的夹紧力,由于巧妙的设置有45°斜坡结构,把垂直的力转换成含有横向力的合力,所以,连接器上下两片,就会产生向内的四个面收缩力来收紧橡胶带,这样就保证了线槽与分线盒的有效的密封连接。连接器不仅可以用于线槽与分线盒的连接,也可以用于线槽与线槽的连接,防护等级高于IPX7。由于连接器内衬有高性能的橡胶垫,伸缩性能优良,每只连接器的连接,其实就是一个软连接,在具有防止热胀冷缩的功能的同时,也可在高低不平的地面上安装,丝毫不影响其防水性能,同时具备伸缩节的功能,不需要再另配伸缩节。

  为了避免人工焊接会产生气孔、砂孔的问题,AFC地面线槽必须采用焊接机器人进行自动焊接,这样才能保证焊接质量,避免因人工焊接产生砂孔而造成日后漏水情况的发生。线槽及分线盒的加工,采用数控激光切割机进行加工,确保了加工的精度。矩形地面线槽的四只R角应与连接器的R角相吻合。除对管槽内壁焊缝的毛刺进行拉毛处理外,主要是对焊缝进行X光探伤,发现线槽细微毛孔要进行补焊处理,然后再进行热浸锌的表面处理,以达到IPX7的防护等级标准。

  密封防水线槽、连接器的研制成功,填补了国内线槽、分线盒连接达到IPX7的空白。

 

三、质量控制

  密封分线盒、线槽、连接器的连接如何确保达到IPX7的防水目的呢?首先在采购时要选用Q235钢板或不锈钢材质,厚度一般要达到公称3mm才能达到理想的强度。通过线槽管口的压力试验,300×70×3mm的线槽,在挠度为3mm时可承受压力实测为3.7 kN,当厚度在2mm时承受的压力只有0.97 kN。在生产过程中质量控制要严格,线槽及盒体在焊接好后要进行仔细检查,经过热浸锌处理后要进行全数检验,出厂前每只盒体均要进行防水试验,线槽、分线盒的生产要满足GB 4208-2008标准,达到IPX7防护等级要求。

  连接器是连接线槽和线槽、线槽和分线盒的重要关键部件,在设计时要计算好在螺丝拧紧时密封胶带的变形量,所有的配件均为模具化成型,减少了手工加工的误差,提高产品的精度,从而使每个部件均达到设计要求。从多个工程质量跟踪情况看,达到防浸水之目的。

  AFC防水槽、盒在安装过程中方便快捷,该套产品研制成功后在南京二号线南延线3104号线、苏州124号线、无锡12号线、合肥地铁12号线、深圳地铁7911号线、宁波地铁12号线、广州79号线等工程中得到应用,从现场安装的最终效果完全达到了IPX7整体防护要求,解决防水问题。

 

四、AFC防水线槽技术要求

1、为了分线盒体和地面线槽的钢度要求,钢板厚度选用公称3mm

2、分线盒、线槽采用自动焊接工艺,焊缝整齐,没有漏焊、裂纹、烧穿、弧坑,必须采用气保焊避免夹渣情况发生。

3、为了保证连接器的收紧力,连接器紧固件采用8.8级。

4、连接器防水胶采用硅橡胶进行模压,橡胶回弹力达95%

5、当采用普通钢板时,材质选用Q235钢质,地面线槽采用热镀锌,内无锌

渣残留,镀锌层不应露出金属基体,表面没有明显的层次感,不应有剥离、起皮、凸起等现象,镀层平均厚度应大于55微米,符合GB/T 13912-2002《金属覆盖层 钢铁制件热浸镀锌层技术要求及试验方法》的要求。

6、地面线槽按GB/T 2423.17的规定经48h的盐雾试验应不低于JB/T 6743-1993中表63的要求,防护层外观质量分级规定,色泽有明显变化,镀层局部有少量腐蚀点(产生腐蚀点的面积≤50%)底金属无锈点。

7、分线盒、线槽间的连接件必须有接地装置并标识,确保接地的连续性。

8、相同规格的产品及配件应具有互换性。

9、防护等级IPX7:将密闭防水分线盒、线槽段及防水连接器的组合体置于水中,持续30min,水面在外壳顶部以上至少0.15m,外壳底面在水面以下至少1m,盒内无可见进水,符合国标GB 4208-2008《外壳防护等级(IP代码)》。

10、当AFC防水线槽安装好以后,可以在现场进行分段气压防漏试验,100150米的空气测试压力为6kPa保持3060min合理降压至45kPa为安装合格。

 

五、现场安装配合

  为达到高防护的预期效果,AFC地面布线槽盒安装十分重要。只要认真负责地按程序施工,定能达到满意的效果。

1、按照施工图纸尺寸把各类分线盒准确定点。

2、根据±0基准,拉线确定分线盒上平面高度(盒体上口平面应低于大理石上平面2mm15mm)。

3、打入膨胀螺栓,调节分线盒高度,调节螺栓达到所需的标准高度。固定分线盒。

4、确定地面线槽长度(采用切割机进行线槽的切割),修理切割后线槽内外毛刺,(如果采用普通钢板热镀锌,切口部分刷防锈漆)。

5、在线槽两端70mm处用色笔作一条标记线(主要为了观察线槽接入连接器内的长度)。

6、在分线盒线槽接头处放置连接器,然后放置线槽,与盒体相接(注意:相接两线槽缝隙不大于2mm),盖上连接器盖板并用气动或电动螺批紧固螺栓,并确认螺栓紧固度。

7、检查70mm的那根记号线是否与连接器外边相吻合,如果相吻合,相接的两根线槽缝隙合格,反之则重新连接。

8、当确认连接器封闭件连接好后,继续紧固线槽螺栓,使连接器与线槽夹紧。

9、安装线槽固定支架,调节至水平的统一高度,然后用内膨胀螺栓在地面上定位紧固。

10、当地面线槽管道系统安装好后就可以进行混凝土的浇筑。在浇筑混凝土时,应当避免对地面线槽系统的冲撞,以免破坏线槽的密封。严格做好地面线槽系统的全面防护。

11、土建单位在敷设大理石时,不得损坏凸出地面的出线盒,每到各类出线盒出口处应留孔(开孔一定要准确),开孔尺寸应与各类分线盒盒口外径尺寸相吻合。

12、当工程需要作敷设施工时,打开盒体防护盖,保护好防护盖的所有配件,而后敷设导线。

13、盖上防护盖,紧固盖板承载螺栓高度调至防护盖底平面,做好密封。然后盖上不锈钢盖板,做好密封即可,全套工序完成。

 

  在产品的生产和安装前针对施工原图进行深化设计,由于地铁站台的设置形式多样,AFC地面槽的走向千变万化,每个站台的槽、盒规格各异,工厂设计人员必须将每个地铁站台名称,在线槽、分线盒上进行标识、编号,同时提供深化图纸,施工人员只要将产品对号入座,安装将会方便进行。同时生产厂家必须派出技术人员进行现场指导安装,使产品能达到预期的防水效果。新型AFC地面布线系统在现场安装只需采用简单的通用工具就可进行,不需现场焊接,简化的安装方法,使安装更加容易,一个标准站台AFC地面线槽的安装只需68人一天就可完成,能节约大量的安装费用,多快好省地完成安装任务。

 

 

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