軌道車輛復(fù)合材料電搭接及接地技術(shù)要求編制說明

山東標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《軌道車輛復(fù)合材料電搭接及接地技術(shù)要求》（征求意見稿）編制說明二〇二四年六月目錄一、工作簡況 一、工作簡況（一）任務(wù)來源根據(jù)《山東標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會關(guān)于下達(dá)2024年第二十批團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制修訂計劃的通知》（魯標(biāo)協(xié)字[2024]186號）計劃編號SDAS2024106的要求，由山東標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會歸口，并由中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司、XXX共同起草。（二）起草單位和主要起草人1.標(biāo)準(zhǔn)起草單位中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司2.主要起草人陳燕榮、宋旭鵬、李文夏、顧春雷、張仁航、祖健、張善霞、闞曉陽、張晨。（三）起草單位和主要起草人任務(wù)分工姓名工作單位任務(wù)分工陳燕榮中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司標(biāo)準(zhǔn)項目負(fù)責(zé)人，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)框架的搭建和主要技術(shù)內(nèi)容的確立。宋旭鵬中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司標(biāo)準(zhǔn)主要起草人，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容確立，確定標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)要素。李文夏中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司負(fù)責(zé)起草組工作，協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)制定所需資源，組織起草組推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)制定和進(jìn)度把控，組織征求意見、標(biāo)準(zhǔn)化審核、報批等工作。顧春雷中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司標(biāo)準(zhǔn)主要起草人，確保標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)要素間相互協(xié)調(diào)。張仁航中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司參與標(biāo)準(zhǔn)編制祖健中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司參與標(biāo)準(zhǔn)編制張善霞中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司參與標(biāo)準(zhǔn)編制闞曉陽中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司參與標(biāo)準(zhǔn)編制張晨中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司參與標(biāo)準(zhǔn)編制（四）起草過程1.預(yù)研階段根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編制任務(wù)要求與計劃，成立了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組，起草組初步討論了工作進(jìn)度安排、任務(wù)分工及標(biāo)準(zhǔn)的初步思路，正式啟動標(biāo)準(zhǔn)制定工作。研究軌道車輛復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的電搭接及接地技術(shù)要求，明確目標(biāo)和內(nèi)容后，制定《軌道車輛復(fù)合材料電搭接及接地技術(shù)要求》標(biāo)準(zhǔn)編制的工作方案，積極開展軌道車輛復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的電搭接及接地標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)研、研究分析等工作。2.起草階段2024年4月，標(biāo)準(zhǔn)起草組召開了啟動會，在會上確定了標(biāo)準(zhǔn)制定的指導(dǎo)思想和原則，制訂了標(biāo)準(zhǔn)的總體框架、工作計劃及分工。2024年5月，標(biāo)準(zhǔn)起草組對研發(fā)制造軌道車輛復(fù)合材料結(jié)構(gòu)等相關(guān)方進(jìn)行了調(diào)研，梳理了各方對軌道車輛復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的電搭接及接地的設(shè)計需求。并查閱和搜集文獻(xiàn)、標(biāo)準(zhǔn)、和檢測方法等相關(guān)資料，進(jìn)行分析對比研究。最后對標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容和要求進(jìn)行了界定，形成標(biāo)準(zhǔn)草案初稿。2024年6月，標(biāo)準(zhǔn)起草組對標(biāo)準(zhǔn)草案進(jìn)行深入的內(nèi)部討論和范圍界定，逐條對技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行研討、修改，同時對標(biāo)準(zhǔn)文本初稿格式按照GB/T1.1-2020規(guī)定進(jìn)行修改。標(biāo)準(zhǔn)起草組根據(jù)意見情況對標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行全面修改、完善，形成標(biāo)準(zhǔn)征求意見稿。二、標(biāo)準(zhǔn)制定的目的和意義在“碳達(dá)峰”“碳中和”產(chǎn)業(yè)布局重構(gòu)的新形勢下，與軌道車輛裝備綠色低碳、節(jié)能減排密切相關(guān)的輕量化技術(shù)需求更為突顯，而軌道車輛復(fù)合材料輕量化技術(shù)是其中重要的發(fā)展方向。在實現(xiàn)軌道車輛車體及轉(zhuǎn)向架等主承載結(jié)構(gòu)輕量化的同時，因復(fù)合材料不導(dǎo)電或?qū)щ娦阅苋?，必然引起整車電磁兼容功能弱化，進(jìn)而影響整車運營安全，因此，復(fù)合材料電搭接及接地是整車電磁兼容系統(tǒng)不可或缺的基礎(chǔ)功能配置。建立軌道車輛復(fù)合材料電搭接及接地技術(shù)要求，并通過制定地方標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范復(fù)合材料軌道車輛研制過程中，車體及轉(zhuǎn)向架復(fù)合材料電搭接的設(shè)計、制造和驗收，填補(bǔ)軌道車輛復(fù)合材料-結(jié)構(gòu)-功能一體化設(shè)計體系中功能設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，將加快推動軌道車輛復(fù)合材料輕量化技術(shù)在軌道交通領(lǐng)域的發(fā)展。三、標(biāo)準(zhǔn)編制原則、主要技術(shù)內(nèi)容和確定依據(jù)（一）標(biāo)準(zhǔn)編制原則標(biāo)準(zhǔn)編制總體遵循以下原則，一是堅持頂層規(guī)劃，根據(jù)既有軌道車輛整車防雷擊、接地、整車對外輻射發(fā)射等電磁兼容要求，結(jié)合復(fù)合材料電氣特性，提出了復(fù)合材料軌道車輛電搭接及接地典型結(jié)構(gòu)和功能分類，二是堅持有據(jù)可依，嚴(yán)格對照現(xiàn)有軌道車輛接地標(biāo)準(zhǔn)《TB/T2977-2016鐵道車輛金屬部件的接地保護(hù)》、《EN50122-1-2011鐵路應(yīng)用-固定裝置-電氣安全.接地與回路-第1部分觸電保護(hù)規(guī)定》，同時參考航空標(biāo)準(zhǔn)《HB8412-2014民用飛機(jī)系統(tǒng)電搭接通用要求》和《SAEARP1870A-2012用于電磁兼容和安全的航空航天系統(tǒng)電搭接和接地》，并結(jié)合各公司在下一代地鐵列車、青島地鐵1號線復(fù)合材料車體及轉(zhuǎn)向架等軌道車輛復(fù)合材料產(chǎn)品開發(fā)中采用的技術(shù)和方法，給出了復(fù)合材料電搭接接地具體指標(biāo)要求及檢測方法，三是堅持問題導(dǎo)向，認(rèn)真分析近年來軌道車輛復(fù)合材料車輛線路試驗出現(xiàn)的各類電磁兼容問題，梳理涉及到復(fù)合材料電搭接及接地等影響整車電磁兼容性能的關(guān)鍵技術(shù)問題，來制定本標(biāo)準(zhǔn)，力求確保產(chǎn)品安全性和質(zhì)量的前提下，指導(dǎo)和規(guī)范各軌道交通裝備企業(yè)技術(shù)的應(yīng)用，以保證本標(biāo)準(zhǔn)在行業(yè)的廣泛適用性，并體現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)濟(jì)性、協(xié)調(diào)性和先進(jìn)性。（二）主要技術(shù)內(nèi)容目前，軌道交通行業(yè)沒有軌道車輛復(fù)合材料電搭接及接地標(biāo)準(zhǔn)，雖然航空業(yè)有復(fù)合材料飛機(jī)電搭接接地標(biāo)準(zhǔn)，但由于軌道車輛運營工況與飛機(jī)相差甚大，不能直接套用航空標(biāo)準(zhǔn)。在技術(shù)層面，復(fù)合材料電導(dǎo)率遠(yuǎn)低于金屬材料，而且復(fù)合材料軌道車輛組裝時，大量采用膠鉚連接結(jié)構(gòu)，其包含的復(fù)材-金屬，復(fù)材-復(fù)材等連接部位的搭接阻抗比金屬焊縫顯著增大，導(dǎo)致復(fù)合材料軌道車輛的電搭接及接地復(fù)雜度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)金屬車體，既有金屬材料軌道車輛接地標(biāo)準(zhǔn)也不能直接套用，因此，根據(jù)整車電磁兼容性能需求，結(jié)合復(fù)合材料電氣特性，借鑒前期積累的復(fù)合材料車輛電搭接及接地設(shè)計經(jīng)驗和測試數(shù)據(jù)，在繼承既有軌道車輛接地標(biāo)準(zhǔn)關(guān)鍵指標(biāo)的基礎(chǔ)上，本標(biāo)準(zhǔn)比同類航空復(fù)合材料電搭接接地標(biāo)準(zhǔn)增加了適用于復(fù)合材料軌道車輛的等電位搭接、接地網(wǎng)、保護(hù)接地和電磁兼容地電搭接等技術(shù)要求，適用于軌道車輛復(fù)合材料件電搭接及接地。1.標(biāo)準(zhǔn)的主要框架本標(biāo)準(zhǔn)框架共十條，各條具體內(nèi)容如下：第一條，明確了標(biāo)準(zhǔn)適用范圍；第二條明確了規(guī)范性引用文件；第三條明確了相關(guān)術(shù)語和定義；第四條，明確了材料與零件選用原則；第五條，明確了電搭接的目的和分類；第六條，明確了一般要求；第七條，明確了詳細(xì)要求；第八條，明確了典型搭接方式；第九條明確了表面加工；第十條，明確了檢測方法。2.標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容2.1范圍本文件規(guī)定了軌道車輛上車體、轉(zhuǎn)向架等復(fù)合材料件之間，復(fù)合材料件與金屬結(jié)構(gòu)部件、金屬接地網(wǎng)、電氣/電子設(shè)備、線束，附件等之間以及金屬件與金屬件之間電搭接接地的方法、阻值和檢測要求。本文件適用于軌道車輛復(fù)合材料件電搭接及接地。2.2規(guī)范性引用文件本標(biāo)準(zhǔn)制定時，參照了GB/T21714.1-2015雷電防護(hù)第１部分：總則，GB/T21714.3-2015雷電保護(hù)第3部分建筑物的物理損壞和生命危險，GJB5193-2003飛機(jī)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計通用要求，TB/T2977-2016鐵道車輛金屬部件的接地保護(hù)，HB7695-2001軍用飛機(jī)復(fù)合材料電搭接技術(shù)要求，HB8412-2014民用飛機(jī)系統(tǒng)電搭接通用要求，EN50122-1-2011鐵路應(yīng)用-固定裝置-電氣安全.接地與回路-第1部分觸電保護(hù)規(guī)定。2.3術(shù)語和定義本標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)的術(shù)語和定義依據(jù)國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)起草組研究設(shè)計和應(yīng)用經(jīng)驗，最后經(jīng)參編人員討論確定了本標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語為“復(fù)合材料、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件、屏蔽增強(qiáng)材料、電搭接、絕緣火花間隙、接地、共固化、共膠接、二次膠接”等，并給出相應(yīng)定義。2.4主要內(nèi)容本標(biāo)準(zhǔn)軌道車輛復(fù)合材料接地及電搭接技術(shù)主要用于指導(dǎo)復(fù)合材料車體、轉(zhuǎn)向架及復(fù)合材料部件電搭接及接地設(shè)計、施工和驗收，為軌道車輛復(fù)合材料車體和轉(zhuǎn)向架及其包含的復(fù)合材料件之間，復(fù)合材料件與金屬結(jié)構(gòu)部件、接地網(wǎng)、電氣/電子設(shè)備、線束，附件等之間以及金屬件與金屬件之間提供穩(wěn)定的低阻抗通路，從而防止它們之間產(chǎn)生電磁干擾，也是軌道車輛保護(hù)接地、電磁兼容接地、靜電防護(hù)、雷電防護(hù)，維持車體等電位，以及保證天線性能的必要措施，是復(fù)合材料軌道車輛安全運行的重要保障。（三）確定依據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)主要起草單位中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司牽頭承擔(dān)的國家科技支撐計劃“下一代地鐵列車”項目，采用先進(jìn)的碳纖維輕量化技術(shù)，車體、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、司機(jī)室、設(shè)備艙等均使用碳纖維復(fù)合材料制造，在國內(nèi)首次實現(xiàn)碳纖維復(fù)合材料在列車主承載結(jié)構(gòu)上的全面應(yīng)用，整車減重13%，運行更節(jié)能環(huán)保，在軌道車輛碳纖維復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域取得了引領(lǐng)示范作用。通過子項目《下一代地鐵列車車體電氣特性研究》和《基于復(fù)合材料板結(jié)構(gòu)的車輛電氣性能研究》的實施，完成了軌道車輛碳纖維復(fù)合材料接地及電搭接技術(shù)驗證，取得授權(quán)發(fā)明專利四項和實用新型一項，受理發(fā)明專利兩項，發(fā)表論文四篇，制定了四方股份企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《軌道車輛復(fù)合材料電搭接及接地技術(shù)要求》，相關(guān)技術(shù)已成功應(yīng)用于四方股份研制的青島地鐵一號線碳纖維車體和轉(zhuǎn)向架項目，并通過了整車線路電磁兼容試驗，具備大規(guī)模推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)，上述研究開發(fā)項目和工程案例是本標(biāo)準(zhǔn)實施的依據(jù)。1、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)文獻(xiàn)1）授權(quán)專利：①ZL201910013410.2接地系統(tǒng)及具有其的軌道車輛②ZL202011092010.4車廂及其靜電測試方法③ZL202110062740.8軌道車輛電氣性能測量方法④ZL202110064719.1軌道車輛屏蔽接地系統(tǒng)及其布線方法、軌道車輛⑤ZL202320355735.0一種復(fù)材車電搭接接地系統(tǒng)及復(fù)材車系統(tǒng)2）發(fā)表論文：①宋旭鵬，宋顯剛，鄭凱.碳纖維復(fù)合材料車體電搭接設(shè)計與工藝驗證[J].機(jī)車車輛工藝，2022，02：15-17.②范晉麗，宋旭鵬.碳纖維鋁合金材料電搭接技術(shù)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2022，06：174-177.③宋旭鵬.碳纖維復(fù)合材料地鐵車體接地網(wǎng)仿真研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2022，04：60-63.④宋旭鵬.碳纖維復(fù)合材料軌道車輛電磁兼容設(shè)計方法探討[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2021，04：43-46.2、調(diào)研成果本標(biāo)準(zhǔn)起草過程中，考察了典型復(fù)合材料軌道車輛電搭接及接地設(shè)計、施工案例，具體如下：碳纖維車體采用如圖1所示的接地網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浞桨?，為?fù)材車體提供保護(hù)、電磁兼容及等電位接地等基礎(chǔ)接地功能。針對車載電氣設(shè)備及相關(guān)結(jié)構(gòu)接地需求，布置整車接地網(wǎng)，如圖2所示，接地網(wǎng)采用卡扣固定方式，與復(fù)材車體隨形布置，拆卸更換方便，同時，接地網(wǎng)與車體表面留有間隙，有利于散熱。接地網(wǎng)提供的接地點位就近布置，所有接地點經(jīng)接地網(wǎng)最終匯流至軸端接地裝置，針對特殊設(shè)備需求，可以設(shè)計獨立接地通道，接地網(wǎng)每個接地點到總匯流點電阻小于50mΩ，滿足現(xiàn)有軌道車輛標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的車體接地阻值要求。圖1碳纖維車體接地網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D2接地網(wǎng)安裝方式復(fù)合材料車體電搭接結(jié)構(gòu)可分為