城市軌道車輛電纜敷設(shè)與電磁兼容設(shè)計(jì)

中車長春軌道客車股份有限公司 吉林 長春 130000

正文：

一 引言

隨著城市軌道車輛電氣化、智能化程度的提高，車載電氣、電子設(shè)備很多，在進(jìn)行電纜和設(shè)備布局設(shè)計(jì)的時(shí)候首先需要滿足機(jī)械安裝要求。在此基礎(chǔ)上，如果空間允許，盡可能的利用好空間，將電纜和設(shè)備按照電磁干擾度和敏感度大小進(jìn)行布局設(shè)計(jì)，電磁干擾比較大的設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離比較敏感的設(shè)備，以減少敏感設(shè)備受到干擾的可能性。

二 電纜敷設(shè)與電磁兼容設(shè)計(jì)

（1）電纜分類

將車輛上所有電纜電路依據(jù)其敏感性（以敏感性遞減的原則）做如下分類：

（2）不同種類線纜的最小布線間距

（3） 電纜敷設(shè)

在電纜敷設(shè)安裝作業(yè)中要考慮電纜的功能、電磁兼容、機(jī)械強(qiáng)度、耐熱及維修保養(yǎng)、電氣絕緣等方面。電纜在進(jìn)行敷設(shè)時(shí)，至少應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個(gè)因素：

1）EMC要求

應(yīng)盡可能保持不同種類的電纜單獨(dú)敷設(shè)。在不同種類電纜的最小間距無法達(dá)到的情況下，電纜應(yīng)用線管分腔、線槽隔板等進(jìn)行隔離。在軌道列車中，車下、車內(nèi)有遠(yuǎn)距離線槽，用于敷設(shè)各種型號(hào)的線纜。線纜根據(jù)第（1）節(jié)的規(guī)定進(jìn)行分類，同類的線纜可以捆扎在一起敷設(shè)到線纜槽中。如圖1 所示，錯(cuò)誤的敷設(shè)方法是線纜不進(jìn)行分類的敷設(shè)在線纜槽中，正確的敷設(shè)方法是按照傳輸信號(hào)性質(zhì)的不同進(jìn)行分類，線纜槽中間加入隔板，不同類型的線纜敷設(shè)在不同的線槽格內(nèi)，并盡可能的遠(yuǎn)離彼此。

圖1 線槽內(nèi)線纜布局

2）散熱要求

布線時(shí)應(yīng)注意使電纜遠(yuǎn)離發(fā)熱元件，盡可能的保證通風(fēng)良好。

3）絕緣級(jí)別

電纜分組時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況將承載不同功率等級(jí)或不同電壓電纜分別布置。應(yīng)通過絕緣隔離板、距離或接地金屬隔板等實(shí)現(xiàn)分離。

4）機(jī)械方面

布線時(shí)要考慮線束強(qiáng)度，線束重量和可用的安裝空間。特別是活動(dòng)部位的電纜，在車輛經(jīng)過曲線時(shí)，電纜活動(dòng)后是否與車輛其它結(jié)構(gòu)干涉，是否超限界等。如果需要把具有不同橫截面面積的電纜捆成一個(gè)線束，這時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮機(jī)械應(yīng)力問題。

（4） 電磁兼容效果最有效的布線措施

按電磁兼容效果最有效的幾何方式布線，會(huì)使得導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場大部分互相抵消。具體措施包括：

1）供電電纜和回路電纜盡可能靠近地鋪設(shè)，避免因?yàn)檩^大距離產(chǎn)生較大的電流回路，從而成為強(qiáng)磁場干擾源并導(dǎo)致渦流效應(yīng)。此類電纜包括變壓器電纜、制動(dòng)電阻電纜等。

該條規(guī)則同樣適用與其它類型的信號(hào)線纜。

2）高電壓/大電力電纜的敷設(shè)

若在旅客包房或司機(jī)室必須敷設(shè)高電壓/大電力電纜，應(yīng)盡量把它們安裝在貼緊接地金屬管的地方或者金屬罩的后邊。

3）在功率傳輸電纜和天線間保持盡可能大的間距，尤其注意轉(zhuǎn)向架區(qū)域，這里列車保護(hù)系統(tǒng)的天線非常接近牽引電機(jī)。

4）三相電纜按三角形對(duì)布局稱敷設(shè)。

5）如果有四根電纜一組，兩兩組成同相回路，則線纜需按四方形形式布局，不允就近鋪設(shè)同相電纜。

6）必須在整個(gè)布線路徑上遵循布線的幾何要求，否則可能產(chǎn)生更強(qiáng)的磁場。

7）如果不能保證不同類電纜的最小線間距要求（尤其是和C類電纜的距離），可以使用車體連接的金屬套管，金屬板，導(dǎo)管等進(jìn)行隔離。

8）如果不能保證與強(qiáng)干擾電纜之間的最小距離，對(duì)于干擾尤其敏感的1類、2類電纜必須裝入套管或使用分區(qū)、與車體連接的線纜管道等進(jìn)行隔離。車體與管道之間應(yīng)有盡量多的低阻抗、低電感連接，至少保證要在管道的兩個(gè)端頭處與車體的連接。

9）1、2類電纜必須是屏蔽電纜。

10）在穿孔處，走線密集，盡量避免走線交叉，對(duì)于電纜交叉處的處理有2三種方式：

- 無法分開的電纜，可使用金屬管、金屬薄膜、金屬電線槽、外形罩板等把它們隔開；

- 交叉電纜的交叉角度盡量保持在90°。

三 結(jié)束語

隨著軌道車輛用電纜及其敷設(shè)安裝、車輛電氣化程度等的要求越來越高，電纜的種類會(huì)增多，縱橫馳交錯(cuò)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，所以應(yīng)對(duì)城市軌道車輛用電纜的選擇、敷設(shè)和電磁兼容設(shè)計(jì)等應(yīng)進(jìn)行不斷的深入研究。電纜的安全可靠與電磁兼容設(shè)計(jì)，對(duì)車輛安全運(yùn)行有著重大影響。