基于城市軌道交通電氣安全技術(shù)分析

陳紅林

摘要：文章首先對(duì)城市軌道交通電氣安全技術(shù)進(jìn)行了闡述，然后分析了電氣安全系統(tǒng)主要內(nèi)容，最后對(duì)城市軌道交通電氣安全技術(shù)以及制定的安全措施進(jìn)行了研究，希望對(duì)城市軌道交通工程相關(guān)人員提供借鑒。

關(guān)鍵詞：軌道交通；電氣安全技術(shù)；安全隱患；措施

近年來，我國城市軌道交通工程得到長足發(fā)展，但與此同時(shí)帶來的電氣安全問題也成為研究熱點(diǎn)。城市軌道交通屬于一種復(fù)雜的交通工具，對(duì)于技術(shù)要求比較高，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜，這也決定了城市軌道交通運(yùn)行過程中會(huì)存在一定程度的安全隱患。為了保障城市軌道交通的健康發(fā)展，切實(shí)為人們提供優(yōu)質(zhì)的交通服務(wù)，必須加強(qiáng)重視電氣安全問題，保證城市軌道交通電氣系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定性?；诖耍恼轮饕偨Y(jié)和分析了城市軌道交通電氣安全技術(shù)，僅供參考。

一、城市軌道交通電氣安全技術(shù)的概述

在現(xiàn)代城市建設(shè)和發(fā)展中軌道交通作為一種復(fù)雜交通工具，發(fā)揮了十分重要的作用，比如地鐵，運(yùn)行速度快且載客量大，極大的方便了人們的工作生活。同時(shí)，城市軌道交通在某種程度上已經(jīng)成為城市發(fā)展的標(biāo)志，是衡量城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及環(huán)境美化程度的關(guān)鍵要素。同時(shí)，在城市軌道交通的車輛系統(tǒng)中涉及到很多電氣設(shè)施，這在一定程度上增加了系統(tǒng)的安全隱患。所以，無論是軌道交通設(shè)計(jì)還是施工全過程中，企業(yè)必須配備專門的管理人員進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，避免各類事故問題發(fā)生。對(duì)于軌道交通電氣系統(tǒng)的安全問題需要從理論和技術(shù)層面進(jìn)行研究，從根本上解決安全隱患問題，有助于推動(dòng)我國城市軌道交通工程的良性發(fā)展，并為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

二、城市軌道交通電氣安全系統(tǒng)分析

（一）牽引制動(dòng)系統(tǒng)

牽引與制動(dòng)系統(tǒng)是城市軌道交通中為了保證車輛正常運(yùn)行的重要部分，更是核心技術(shù)，甚至直接影響到軌道交通系統(tǒng)的安全問題。一般情況下，城市軌道交通中車輛制動(dòng)的實(shí)現(xiàn)主要依靠兩種方式，即組件之間存在的摩擦和組件與空氣產(chǎn)生的摩擦，而車輛牽引力是為了保證車輛的整體運(yùn)輸能力，只有具備較大牽引力才能保證滿足使用需求?？傊瑹o論是車輛的制動(dòng)系統(tǒng)還是牽引力大小都會(huì)對(duì)軌道交通電氣安全運(yùn)行產(chǎn)生一定影響，必須加強(qiáng)重視。

（二）輔助車輛供電系統(tǒng)

城市軌道交通工程中，系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行還需要有充足的電力作為基礎(chǔ)保障[1]。電力安全系統(tǒng)是電力資源的重要來源，甚至直接影響到車輛內(nèi)部的照明、空調(diào)等功能的正常使用。在供電系統(tǒng)中，主要是根據(jù)設(shè)施設(shè)備運(yùn)行需要的電力類型為其提供充分的電力資源，通常情況下為直流電。

（三）車門控制系統(tǒng)

車門控制系統(tǒng)的作用是為乘客提供上下車便利，也是電氣安全系統(tǒng)中組成部分之一。車輛在運(yùn)行過程中，為了滿足人們的交通需求，對(duì)于一些人員較集中的站點(diǎn)會(huì)增加停車頻率，而這一過程中要去嚴(yán)格控制車門開關(guān)系統(tǒng)，確保車輛的安全運(yùn)行。

（四）傳動(dòng)系統(tǒng)

在城市軌道交通中，系統(tǒng)能否安全運(yùn)行，保持正常工作狀態(tài)，與車輛傳動(dòng)系統(tǒng)有著很大的關(guān)系。為了滿足車輛多元化的發(fā)展需求，必須從軌道交通電氣安全系統(tǒng)入手，提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性能。同時(shí)城市軌道交通系統(tǒng)有著非常復(fù)雜繁瑣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，加上站點(diǎn)乘客密集，車輛停車的次數(shù)相應(yīng)的就會(huì)頻繁一些，在這種運(yùn)行模式下，只有保證傳動(dòng)系統(tǒng)較強(qiáng)的穩(wěn)定性能才能減少車輛運(yùn)行中各種安全隱患問題。所以，要想更好的滿足城市軌道交通電氣安全的現(xiàn)實(shí)需求，應(yīng)該著重考慮從傳動(dòng)系統(tǒng)入手提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性能，使其具備強(qiáng)大的工作能力。

三、城市軌道交通的電氣安全技術(shù)及安全措施

（一）工作接地

1.高壓回流接地

高壓回流接地操作是為了將接觸網(wǎng)中的電流通過車輛軌道回流到變電所中，在形成回路以后可以檢驗(yàn)電路是否是正常接通狀態(tài)，這也是電路設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮的問題，只有確保電流順利回流到電源中才能使車輛正常安全運(yùn)行，大大減少損壞或觸電等的安全事故。同時(shí)，回流接地電纜阻抗應(yīng)該保持在較低狀態(tài)，至少有兩個(gè)不同通路可以保證電流同時(shí)回流，以免其中一個(gè)存在問題對(duì)整個(gè)系統(tǒng)都產(chǎn)生直接影響，并且還需要將所有電路與母線連接來實(shí)現(xiàn)電流回流 [2]。

2.低壓工作接地

低壓工作接地的目的在于提供基準(zhǔn)電位，也作為分散信號(hào)的回流通道，起著重要作用[3]。在進(jìn)行接地過程中必須保證電路設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性，以最小的電流保證電流的安全流經(jīng)，而且這一過程并不會(huì)對(duì)車輛的正常形式帶來安全隱患。在設(shè)置電位基準(zhǔn)以后，如果出現(xiàn)復(fù)雜的信號(hào)一般情況下也會(huì)順利回歸到電流通道中，不會(huì)受到影響。同時(shí)在實(shí)際電路還需要避免共阻抗干擾的問題，通過將數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)單獨(dú)接地可以減少影響。

（二）安全接地

1. 人身安全保護(hù)

在城市軌道交通電氣系統(tǒng)中，人身安全保護(hù)主要針對(duì)上下車乘客的人身安全。通常情況下，直流電接近0.1的時(shí)候人身體就會(huì)產(chǎn)生一些疼痛感，如果電流不斷增加那么對(duì)于人體造成的影響也會(huì)增加，甚至是嚴(yán)重的傷害，比如休克或死亡。因?yàn)槊總€(gè)人有不同的體質(zhì)，相應(yīng)的阻抗也會(huì)有所不同，但是在電壓不斷增加以及施壓面積不斷增加的情況下，人體阻抗能力會(huì)減弱。所以，為了保障乘客的人身安全必須將電流控制在人體可接收范圍內(nèi)，一般情況下可以在乘客能夠觸碰的地方設(shè)置一些安全防護(hù)措施，比如車輛放電箱子外增加防電措施，即使在車輛運(yùn)行過程中發(fā)生漏電時(shí)也能確保不會(huì)對(duì)人體造成重大損害或發(fā)生觸電事故等，從而保障乘客的人身安全。

2. 設(shè)備安全保護(hù)

針對(duì)設(shè)備方面的安全保護(hù)主要通過兩種方式：第一種方式是防雷接地，這是比較常見的保護(hù)措施。具體做法為：在受電弓的后端位置安裝金屬氧化物避雷器，這樣就可以避免車輛電氣設(shè)備因?yàn)槔讚暨^電壓受到嚴(yán)重?fù)p壞，破壞電氣設(shè)備的性能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并且在限制續(xù)流持續(xù)時(shí)間與幅度上也會(huì)起到一定作用；第二種方式是高壓設(shè)備外殼接地，可以減少或避免設(shè)備外殼上存留過多電荷。當(dāng)城市軌道交通電氣設(shè)備絕緣發(fā)生損壞的情況下使外殼上帶電，需要及時(shí)啟動(dòng)電源保護(hù)并切斷電源，從而減少對(duì)設(shè)備的損壞程度。

（三）屏蔽接地

1. 集膚效應(yīng)

集膚效應(yīng)指的是變電流通過導(dǎo)體時(shí)，電流會(huì)無限接近導(dǎo)體表面流過，而且電流流過的頻率會(huì)直接影響到集膚效應(yīng)的效果 [4]。為解決這一現(xiàn)象可以在高頻信號(hào)接地電纜時(shí)使用較大表面積編織接地線。

2. 電場(chǎng)屏蔽

當(dāng)屏蔽層沒有進(jìn)行接地處理的情況下，在電路等效電路中很容易出現(xiàn)騷擾源電路電壓與屏蔽層耦合電容發(fā)生耦合現(xiàn)象，而且騷擾源電路還會(huì)經(jīng)過屏蔽層再與其他導(dǎo)線發(fā)生耦合，即發(fā)生兩次耦合，在這種情況必然會(huì)對(duì)電路正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。但是將屏蔽層進(jìn)行接地以后，形成一個(gè)短路，會(huì)由屏蔽層耦合電容短接到大地，從而避免了騷擾源電路對(duì)整個(gè)電路造成的干擾。此外，在接地過程中應(yīng)該選擇屏蔽編制層緊密的電纜。

3. 磁場(chǎng)屏蔽

磁場(chǎng)屏蔽主要是屏蔽層外產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以與回流之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，這一過程就可以有效屏蔽磁場(chǎng)帶來的干擾，保證軌道交通的正常運(yùn)行，也被稱為主動(dòng)屏蔽[5]。

4. 地環(huán)路對(duì)屏蔽的影響

當(dāng)接地點(diǎn)出現(xiàn)壓降以后，會(huì)逐漸形成環(huán)路，進(jìn)而影響屏蔽層的屏蔽性效果。具體來說就是在負(fù)載上添加的電壓，比如信號(hào)源的有用電壓、噪聲電壓等，無論哪一類型電壓一旦形成地環(huán)路會(huì)直接影響到屏蔽層。

結(jié)語

綜上，在城市軌道交通中，電氣安全系統(tǒng)是車輛能夠安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，通過加強(qiáng)電氣安全系統(tǒng)的性能，提高電氣安全技術(shù)水平，可以保障乘客的人身安全，使車輛運(yùn)行的可靠性更高，同時(shí)有助于城市軌道交通的良性發(fā)展。作為一項(xiàng)復(fù)雜、系統(tǒng)化的工程，為了保證電氣安全需要切實(shí)做好接地以及屏蔽等安全措施，減少觸電、漏電等安全事故發(fā)生，也是為了更好的滿足人們對(duì)交通的多元化需求。

參考文獻(xiàn)

[1]趙錫林.城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)接地探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2016（32）：15-16.

[2]楊獻(xiàn)德.淺談城市軌道交通電氣安全技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2017（19）：181.

[3]梁曉明.基于城市軌道交通電氣安全技術(shù)分析[J].科技資訊，2018，16（34）：58-59.

[4]李彬.城市軌道交通：現(xiàn)狀、發(fā)展與對(duì)策研究[D].西南財(cái)經(jīng)大學(xué)，2012.

[5]崔喜風(fēng).城市軌道交通工程施工技術(shù)要點(diǎn)和管理[J].黑龍江科學(xué)，2015，6（03）：18-19.

（作者單位：無錫地鐵集團(tuán)有限公司建設(shè)分公司）