城軌地鐵車輛司機(jī)室電氣柜模塊化設(shè)計(jì)

洪金鳳++夏冰++王大朋

摘 要：司機(jī)室電氣柜模塊化是強(qiáng)化城軌地鐵車輛設(shè)計(jì)理念的重要環(huán)節(jié)?？蚣茉O(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、布線設(shè)計(jì)是司機(jī)室電氣柜設(shè)計(jì)必不可少的三個(gè)重要環(huán)節(jié)，從這三個(gè)方面剖析司機(jī)室電氣柜模塊化設(shè)計(jì)理念對(duì)于促進(jìn)精益生產(chǎn)、提高效率是很有必要的。

關(guān)鍵詞：司機(jī)室電氣柜模塊化；框架設(shè)計(jì)；電氣設(shè)計(jì)；布線設(shè)計(jì)；城軌地鐵

中圖分類號(hào)：U260.32 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）06-0077-02

1 概述

司機(jī)室電氣柜位于司機(jī)室內(nèi)，柜內(nèi)布置網(wǎng)絡(luò)、牽引、PIS、火警等設(shè)備，以及電氣柜原理圖所包含的微型斷路器和繼電器、接觸器、連接電纜等，負(fù)責(zé)列車司機(jī)室控制系統(tǒng)。司機(jī)室電氣柜是城軌地鐵車輛必不可少的組成部分，它囊括了80%的司機(jī)室電氣設(shè)備和控制邏輯單元。司機(jī)室電氣柜設(shè)計(jì)是否合理，關(guān)系到車輛運(yùn)行性能好壞，司機(jī)室空間利用是否合理等。

司機(jī)室電氣柜模塊化設(shè)計(jì)能夠簡(jiǎn)化電氣柜內(nèi)部電氣排布；固化司機(jī)室電氣柜和車輛之間的機(jī)械和電氣接口；節(jié)省工時(shí)，提高效率，促進(jìn)精益生產(chǎn)，滿足人機(jī)工程學(xué)要求[1]。

以天津地1號(hào)線東延項(xiàng)目為例，闡述司機(jī)室電氣柜模塊化設(shè)計(jì)理念。

2 司機(jī)室電氣柜框架設(shè)計(jì)

天津地鐵1號(hào)線東延項(xiàng)目司機(jī)室電氣柜的外形尺寸為：465mmX700mmX1850mm；柜體主體結(jié)構(gòu)選用厚4mm、寬40mm、材質(zhì)為5754-H111的鋁合金折彎型材，采用不銹鋼鉚釘鉚接組成的框架結(jié)構(gòu)，尺寸公差滿足ISO 2768-mk，表面處理方式采用靜電噴塑，顏色與美工方案保持一致。司機(jī)室電氣柜實(shí)際上是一個(gè)可以承重200Kg電氣件的鋁合金框架。相對(duì)于普通碳鋼焊接結(jié)構(gòu)具有重量輕、耐腐蝕、韌性好、美觀大方等特點(diǎn)。

司機(jī)室電氣柜面板采用鋁合金板體，四周翻邊，左側(cè)采用不銹鋼鉸鏈與柜體鏈接，右側(cè)采用7mm四方壓緊鎖實(shí)現(xiàn)打開與閉合的固定，右側(cè)采用空心膠條保證鎖閉時(shí)嚴(yán)實(shí)合縫，防止因車輛的震動(dòng)噪音的產(chǎn)生。面板表面處理工藝為：表面打砂、氧化，面板上的標(biāo)識(shí)采用腐蝕刻字的形式，經(jīng)久耐用，如圖1所示。

司機(jī)室電氣柜體底部4個(gè)安裝孔與車體防轉(zhuǎn)槽通過M10緊固件固定，左側(cè)的2個(gè)固定孔通過支架與車體側(cè)墻C型槽固定，并且采用M8緊固件緊固，柜體與車體之間通過接地線進(jìn)行接地保護(hù)，如圖2所示。防轉(zhuǎn)槽的優(yōu)點(diǎn)在于：可將六角螺母直接塞進(jìn)防轉(zhuǎn)槽內(nèi)，底座保持水平，司機(jī)室電氣柜可在防轉(zhuǎn)槽面上隨意挪動(dòng)，有助于電氣柜安裝時(shí)調(diào)節(jié)安裝位置，降低操作者勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 司機(jī)室電氣柜電氣設(shè)計(jì)

為了最大限度地利用柜內(nèi)空間，司機(jī)室電氣柜分為三層，即面板、司機(jī)室側(cè)安裝板、客室側(cè)安裝板，如圖3所示。司機(jī)室電氣柜面板的電氣元件主要是不經(jīng)常操作的按鈕、旋鈕，較為重要的斷路器以及網(wǎng)壓表、110V電壓表，面板上的設(shè)備可通過檢查門上的明窗直接觀察車輛運(yùn)行情況。司機(jī)室側(cè)安裝板上的設(shè)備依次為：端子排、斷路器、繼電器、網(wǎng)絡(luò)通信模塊、PIS主機(jī)?？褪覀?cè)電氣柜安裝板上的設(shè)備依次為端子排、繼電器。端子排、斷路器、繼電器、接觸器全部采用滑軌式安裝，易于更換。根據(jù)供電方式、功能組不同，將斷路器、繼電器、接觸器分門別類放置。

4 司機(jī)室電氣柜布線

司機(jī)室電氣柜布線在司機(jī)室電氣柜模塊化中有著舉足輕重的作用。司機(jī)室電氣柜布線除了要考慮最短路徑和美觀外還要考慮電磁兼容問題。為了方便布線，在司機(jī)室電氣柜周圍鋪設(shè)線槽，根據(jù)線槽內(nèi)線纜不能超過線槽橫截面積的70%的原則，選擇寬度為40mm、深度為80mm的線槽。

為了避免電磁干擾，線槽內(nèi)不同類型的線纜分開放置或者應(yīng)用屏蔽網(wǎng)管隔離。司機(jī)室電氣柜布線遵循EN 50343標(biāo)準(zhǔn)[2]，電纜可分為三類，如表1所示。

不同種類的電纜應(yīng)單獨(dú)鋪設(shè)，最小距離見表2。

5 結(jié)語

本文通過對(duì)司機(jī)室電氣柜框架設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、布線設(shè)計(jì)的闡述，進(jìn)一步介紹了模塊化設(shè)計(jì)理念，此設(shè)計(jì)理念已經(jīng)在天津地鐵1號(hào)線東延項(xiàng)目、伊茲密爾項(xiàng)目等司機(jī)室電氣柜的設(shè)計(jì)中得以運(yùn)用，并取得了很好的效果。模塊化在城軌地鐵車輛設(shè)計(jì)中起著舉足輕重的作用，它可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省工時(shí)、提高效率，是精益生產(chǎn)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1]徐紅星，鮑偉兵.基于模塊化的車載電氣柜設(shè)計(jì)與研究[J].中國鐵道學(xué)會(huì)車輛委員會(huì)動(dòng)車、客車學(xué)術(shù)交流會(huì)，2012.

[2]EN 50343-2014.鐵路應(yīng)用——機(jī)車車輛布線規(guī)則.