城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)接地措施探討

摘 要：城市軌道交通車輛是為了緩解交通壓力而誕生出的新型交通方式，交通軌道以電氣系統(tǒng)為基礎(chǔ)進(jìn)行驅(qū)動，不僅工作原理復(fù)雜，而且車輛行駛過程存在安全風(fēng)險(xiǎn)，因此需要對電氣系統(tǒng)采取必要的接地安全措施，本文先簡介城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的運(yùn)行影響，然后分析了城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的組成部分，最后提出城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)接地措施，保障城市軌道交通車輛安全穩(wěn)定運(yùn)行，從而為人們的出行提供便利。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通車輛；電氣系統(tǒng)；組成部分；接地措施

隨著社會的發(fā)展，私家車的使用越來越多，給城市交通出行帶來了很大的壓力，也給人們的生活帶來很多不便。科學(xué)技術(shù)的發(fā)展推動新型交通方式的誕生，地鐵等城市軌道交通車輛逐漸成為發(fā)達(dá)城市主要交通方式，這種交通方式不僅節(jié)約利用城市空間，也能夠緩解傳統(tǒng)交通方式的壓力，然而城市軌道交通車輛建設(shè)施工較為復(fù)雜，尤其是電氣系統(tǒng)的安裝，既要考慮各種電氣設(shè)備的性能，還要考慮電氣系統(tǒng)的安全，接地措施則是保障安全的必要手段。

1.城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)簡介

城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)關(guān)系到車輛的控制和行駛，必須結(jié)合特定城市的環(huán)境要求來進(jìn)行設(shè)施布置，并結(jié)合復(fù)雜的電氣系統(tǒng)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)姆治觥﹄姎庀到y(tǒng)采取接地措施則是保證城市軌道交通車輛安全行駛的重要方式，也會影響城市軌道交通運(yùn)輸方式的正常運(yùn)行。所以城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)要從多個(gè)階段進(jìn)行控制，避免技術(shù)人員進(jìn)行城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)疏忽導(dǎo)致設(shè)備及線路連接方式不合理，同時(shí)要注意在城市軌道交通車輛運(yùn)行過程中定期進(jìn)行電氣系統(tǒng)的檢修，加強(qiáng)電氣系統(tǒng)維護(hù)管理，降低電氣系統(tǒng)運(yùn)行過程中出現(xiàn)問題風(fēng)險(xiǎn)，甚至由于城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的故障造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和安全事故。

因此，研究城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的設(shè)備組成和線路連接等方式很有必要，既能夠保證城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，還能夠?yàn)殡姎庀到y(tǒng)的接地措施奠定基礎(chǔ)。研究城市交通車輛電氣系統(tǒng)接地措施需要明確軌道車輛電氣設(shè)備在工作接地、屏蔽接地以及安全接地等不同階段的接地問題，分析出現(xiàn)問題的原因并尋找解決辦法，并輔以科學(xué)技術(shù)手段和合理的管理計(jì)劃進(jìn)行電氣系統(tǒng)維護(hù)，才能促進(jìn)我國城市軌道交通車輛的穩(wěn)定行駛，增強(qiáng)城市軌道交通車輛運(yùn)行的安全可靠性，從而發(fā)揮城市軌道交通車輛的有效價(jià)值。

2.城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)組成部分

城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)是驅(qū)動車輛行駛的先行條件，完善的組成結(jié)構(gòu)才能提高電氣系統(tǒng)的工作效率，城市軌道交通車輛由牽引制動控制系統(tǒng)、輔助供電系統(tǒng)、車門控制系統(tǒng)三個(gè)主要部分組成。

2.1牽引制動控制系統(tǒng)

牽引制動控制系統(tǒng)包括牽引和制動兩個(gè)功能部分，是軌道車輛工作時(shí)不可缺少的兩個(gè)部分。兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)車輛控制，而兩者結(jié)合所表現(xiàn)出來的功能效果則直接反應(yīng)在車輛運(yùn)行中。實(shí)際軌道車輛行駛過程控制中，需要通過改變單次城市軌道車輛的牽引加速度和制動減速度來協(xié)調(diào)車輛的周期性行駛，盡量平衡不同車輛的行駛時(shí)間差，從而保證乘坐城市軌道交通車輛的人員能夠更好的安排時(shí)間、利用時(shí)間，進(jìn)一步提升城市軌道車輛運(yùn)行效率。

2.2輔助供電系統(tǒng)

輔助供電系統(tǒng)則是城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的動力來源，其主要由兩部分設(shè)施組成，一部分是以直流供電系統(tǒng)為基礎(chǔ)的三相交流電源支持的供電設(shè)備系統(tǒng)，直流供電系統(tǒng)包括用電設(shè)施、充電機(jī)器、蓄電池以及整流裝備三個(gè)基礎(chǔ)部分，利用充電機(jī)器和蓄電池實(shí)現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)的供電功能；另一部分是將三相交流的供電設(shè)施功能化，使城市軌道交通車輛上的其他設(shè)備借助變流機(jī)器的通風(fēng)機(jī)、電機(jī)通風(fēng)機(jī)等接收供電效果。

2.3車門控制系統(tǒng)

車門控制系統(tǒng)是控制城市軌道車輛開關(guān)門的智能化系統(tǒng)，來完成城市軌道車輛的順利開關(guān)門，該系統(tǒng)由控制電路、控制開關(guān)以及執(zhí)行的構(gòu)件等共同組成。技術(shù)人員需要明確車門的機(jī)械組成和車門智能化控制系統(tǒng)及其子系統(tǒng)的控制原理，正確安裝軌道車輛車門控制系統(tǒng)的連接線路，為控制信號的順利傳輸和及時(shí)處理提供物質(zhì)基礎(chǔ)，從而保證城市軌道車輛進(jìn)行精準(zhǔn)的開關(guān)門控制，減少車輛運(yùn)行故障。

3.城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)接地措施

城市軌道車輛電氣系統(tǒng)接地是保證其安全穩(wěn)定工作的必要方式，實(shí)際交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中必須科學(xué)完善的進(jìn)行接地處理，才能實(shí)現(xiàn)信號傳輸和安全疏導(dǎo)，主要措施包括工作接地、屏蔽接地和安全接地。

3.1工作接地

工作接地指的是工作狀態(tài)下的接地措施，目的是形成電氣回路幫助進(jìn)行車輛行駛控制，主要有低壓和高壓兩種方式。高壓電氣回路的組建主要是將連接線網(wǎng)中的電流與城市軌道交通車輛軌道形成相互關(guān)聯(lián)，然后利用電路傳輸信號給主控中心，通過智能化的分析處理后，控制中心的將處理后的電信號傳輸給變電站，通過電流參數(shù)的改變實(shí)現(xiàn)對城市軌道交通車輛的穩(wěn)定控制。技術(shù)人員設(shè)計(jì)高壓電氣回路時(shí)，要利用接地手段將連接線網(wǎng)與軌道響應(yīng)電流完全并入到電源中，防止城市軌道交通車輛在行駛過程中由于電流負(fù)載而損壞電氣系統(tǒng)，減少意外事故的發(fā)生。低壓電氣回路主要是進(jìn)行輔助信號回流，通過對電氣系統(tǒng)中低壓信號的精準(zhǔn)點(diǎn)位將多余的信號電流進(jìn)行妥善處理。

3.2屏蔽接地

屏蔽接地指的是在城市軌道交通車輛運(yùn)行中將周圍的電磁場效應(yīng)進(jìn)行消除，避免電磁場產(chǎn)生干擾信號影響車輛的運(yùn)行控制，主要接地措施是趨膚效應(yīng)電場屏蔽。電流經(jīng)過電氣系統(tǒng)電路時(shí)會產(chǎn)生感應(yīng)作用使導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生分流作用，由導(dǎo)體內(nèi)部向外，電流密度逐漸增大，形成趨膚效應(yīng)，為了提高行駛速度而增加回路電流時(shí)會增加趨膚效應(yīng)強(qiáng)度，形成軌道安全威脅，因此需要技術(shù)人員采取接地措施削弱趨膚效應(yīng)，盡可能增大接地線的表面積，才能在保證城市軌道交通車輛行駛安全的前提下提高行駛速度。

3.3安全接地

安全接地措施是城市軌道車輛安全運(yùn)行的基礎(chǔ)保障，城市軌道車輛本質(zhì)是通過軌道中的電流交變進(jìn)行運(yùn)行控制。因此，正常運(yùn)行狀態(tài)下，整個(gè)車輛、軌道以及相應(yīng)的電氣設(shè)備都處于電氣回路中，如果城市軌道交通車輛相關(guān)設(shè)備和設(shè)施沒有妥善的做好接地處理，就極有可能存在安全威脅，一旦電流積聚，便會對接觸到的導(dǎo)體瞬間釋放，產(chǎn)生不可挽回的后果。例如，城市軌道交通車輛電氣構(gòu)件處于工作狀態(tài)時(shí)，會負(fù)載一定的電壓，大約是DC110 V，如果此時(shí)人體不小心解除電氣構(gòu)件，將會有電流流經(jīng)人體，人體相當(dāng)于3000Ω的電阻，由于電流的熱效應(yīng)，瞬間會產(chǎn)生大量的熱，產(chǎn)生嚴(yán)重的觸電后果。進(jìn)行安全接地措施時(shí)要考慮多方便可能，盡可能全面進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避，首先要通過設(shè)計(jì)規(guī)劃將城市軌道交通車輛中容易產(chǎn)生觸電危害的設(shè)備及元件進(jìn)行隔離處理，盡量避免接觸人員，其次利用導(dǎo)線連接的方式將流經(jīng)車輛及軌道的電流盡快疏導(dǎo)，降低車輛及軌道的電勢電位，降低危害程度。需要注意的是，電氣設(shè)施如果存在漏電現(xiàn)象，也會產(chǎn)生同樣的觸電危害，所以要經(jīng)常對電氣系統(tǒng)構(gòu)件進(jìn)行檢修，保證其工作狀態(tài)正常。

結(jié)束語：

隨著我國交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，城市軌道交通車輛將會加大應(yīng)用力度，雖然其有效緩解了城市交通壓力，但仍然對人們產(chǎn)生較大的安全威脅，因此需要技術(shù)人員做好電氣系統(tǒng)接地措施，并制定計(jì)劃定期對城市軌道交通車輛及電氣系統(tǒng)進(jìn)行檢修，檢修人員也需要強(qiáng)化自身安全意識，避免自身發(fā)生觸電事故，只有做好接地措施建設(shè)，經(jīng)常進(jìn)行電氣系統(tǒng)維護(hù)，才能發(fā)揮城市軌道交通車輛的運(yùn)行價(jià)值。

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（作者單位：天津地下鐵道運(yùn)營有限公司）