城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的研究

郝宏峰

摘要：隨著我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展，城市軌道交通車輛的應(yīng)用范圍更加的廣泛。在對(duì)城市軌道交通車輛行駛使用的過(guò)程中，電氣系統(tǒng)是影響車輛運(yùn)行穩(wěn)定與安全的重要系統(tǒng)。通過(guò)電氣系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)車輛的調(diào)度管理，只要保證電氣系統(tǒng)的合理應(yīng)用，才可以確保車輛的運(yùn)行效率。同時(shí)提高人們出行的安全性，為我國(guó)城市的發(fā)展提供良好的幫助。

關(guān)鍵字：城市軌道;交通車輛;電氣系統(tǒng)

引言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的快速發(fā)展，我國(guó)的軌道交通行業(yè)發(fā)展迅速，人們逐漸對(duì)自身的出行方式進(jìn)行改變。人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的交通需求，促進(jìn)了相關(guān)工作人員對(duì)軌道車輛的整體設(shè)計(jì)水平。對(duì)于當(dāng)代的交通軌道來(lái)說(shuō)，電氣系統(tǒng)的應(yīng)用要求越來(lái)越高，在一定程度上可以為軌道車輛的正常運(yùn)行提供一個(gè)安全可靠的運(yùn)行環(huán)境。

1城市軌道交通車輛的電氣系統(tǒng)主要構(gòu)成

1.1城市軌道交通車輛的牽引控制系統(tǒng)

任何交通工具中的牽引與制動(dòng)控制系統(tǒng)都是缺一不可的。軌道交通車輛的傳動(dòng)控制由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛的牽引，是以牽引電機(jī)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的牽引力與速度，達(dá)到車輛的牽引與制動(dòng)。由空氣制動(dòng)、摩擦制動(dòng)、電制動(dòng)與制動(dòng)指令系統(tǒng)等組成的復(fù)合制動(dòng)控制系統(tǒng)。軌道交通車輛的牽引能力的效果直接影響車輛的運(yùn)行情況與運(yùn)輸安全。由于站點(diǎn)的間距較短，所以軌道交通車輛的停車頻繁，為了在時(shí)間內(nèi)到達(dá)站點(diǎn)，需要城市軌道交通車輛具有較高的牽引加速與制動(dòng)減速技術(shù)與質(zhì)量。

1.2城市軌道交通車輛的輔助供電系統(tǒng)

城市軌道交通車輛的輔助供電系統(tǒng)，主要提供三相交流輸出、單相交流輸出、直流輸出，主要功能是為車輛中空調(diào)、空壓機(jī)、通風(fēng)機(jī)、照明、蓄電池充電等輔助設(shè)備供電。傳統(tǒng)城市軌道交通車輛供電系統(tǒng)已經(jīng)不能夠滿足現(xiàn)代運(yùn)行的要求，可靠性低。近年來(lái)大城市都引進(jìn)了采用靜止式輔助逆變電源的城市軌道交通車輛，其輸出的電壓品質(zhì)好、工作性能安全、電源使用率較高[1]。

1.3城市軌道交通車輛的車門控制系統(tǒng)

城市軌道交通車輛的車門與乘客接觸最多，并且車門的開(kāi)關(guān)動(dòng)作頻繁、車門數(shù)量多，也是故障發(fā)生最多的部件，車門正常運(yùn)作關(guān)系到運(yùn)營(yíng)的安全與乘客人身安全。車門控制系統(tǒng)中有控制開(kāi)關(guān)、控制電路、執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)從車門狀態(tài)指示、車輛客室車門系統(tǒng)與列車牽引的連鎖、關(guān)門到位指示開(kāi)關(guān)與動(dòng)態(tài)關(guān)門控制、關(guān)門到位指示、行車開(kāi)門與列車制動(dòng)、開(kāi)門關(guān)門操作與列車的狀態(tài)等方面入手，有針對(duì)性地強(qiáng)化了安全設(shè)計(jì)，為乘客的安全提供保障。城市軌道交通運(yùn)行中涉及的管理因素眾多。因此，在這種情況下，要想保障整體的信息數(shù)據(jù)傳輸功能得到建設(shè)發(fā)揮，就應(yīng)該注重對(duì)數(shù)據(jù)傳輸中的多系統(tǒng)集成功能應(yīng)用分析，確保在多功能系統(tǒng)集成應(yīng)用分析中，能夠?qū)⒍嘞到y(tǒng)集成技術(shù)應(yīng)用處理好，保障了最終的系統(tǒng)功能集成應(yīng)用中，能夠?qū)⒊鞘熊壍澜煌ㄟ\(yùn)輸建設(shè)管理的能力提升。

2城軌車輛電氣系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)

2.1緊急通風(fēng)

在當(dāng)前軌道交通電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的時(shí)候，突然出現(xiàn)意外事故導(dǎo)致固有的兩臺(tái)輔助交流電源均無(wú)法正常使用，軌道交通空調(diào)系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急狀態(tài)而進(jìn)入緊急通風(fēng)狀態(tài)，此時(shí)，自動(dòng)應(yīng)急狀態(tài)會(huì)迫使軌道交通空調(diào)系統(tǒng)停止正常運(yùn)行。當(dāng)緊急通風(fēng)狀態(tài)在正常運(yùn)行過(guò)程中，主電源恢復(fù)正常，那么，此時(shí)空調(diào)系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成為正常的工作狀態(tài)。

2.2合理設(shè)計(jì)軌道交通車輛接地線

城市地鐵與動(dòng)車的電氣系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)要遵循接地原則，在確保接線的安全上保證車輛及人員的安全，滿足電磁兼容性能設(shè)計(jì)相應(yīng)的接地線路，主要掌控好漏電、雷擊、靜電引流等接地設(shè)計(jì)。保證接地回流線與接地裝置的阻抗性一致，采用回流電路接地、電位差接地、高壓電路回流接地進(jìn)行有效的處理，確保車輛安全運(yùn)行，保證經(jīng)濟(jì)適用。接地設(shè)計(jì)要避免依賴相關(guān)機(jī)械設(shè)備，防止接地不恰當(dāng)破壞車輛的構(gòu)架與外殼等使用情況。接地布線設(shè)計(jì)要注意相關(guān)的溫度、載流能力、機(jī)械強(qiáng)度等，根據(jù)布線標(biāo)準(zhǔn)合理設(shè)計(jì)，保證接地線的布局合理與安全。保護(hù)接地線一般采用鍍錫軟銅絞線，防腐蝕功能較好，導(dǎo)電性也較高;合理設(shè)置接地線長(zhǎng)度，使電阻值低于人體承受度。設(shè)計(jì)與實(shí)施接地中要保證接觸的牢固性;針對(duì)不同金屬的焊接情況，要注意實(shí)施防腐蝕處理;為了防止不同金屬接觸出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，可在接觸面涂抹油漆;為了杜絕斷流現(xiàn)象，在車頂安裝避雷器非常必要，以確保電氣設(shè)備沒(méi)有過(guò)流現(xiàn)象。但車輛使用中實(shí)際影響的情況太多，還要根據(jù)具體情況使用合適的接地技術(shù)。

2.3電磁兼容性設(shè)計(jì)

城市地鐵與動(dòng)車的電氣系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)要遵循接地原則，在確保接線的安全上保證車輛及人員的安全，滿足電磁兼容性能設(shè)計(jì)相應(yīng)的接地線路，主要掌控好漏電、雷擊、靜電引流等接地設(shè)計(jì)。保證接地回流線與接地裝置的阻抗性一致，采用回流電路接地、電位差接地、高壓電路回流接地進(jìn)行有效的處理，確保車輛安全運(yùn)行，保證經(jīng)濟(jì)適用。接地設(shè)計(jì)要避免依賴相關(guān)機(jī)械設(shè)備，防止接地不恰當(dāng)破壞車輛的構(gòu)架與外殼等使用情況。接地布線設(shè)計(jì)要注意相關(guān)的溫度、載流能力、機(jī)械強(qiáng)度等，根據(jù)布線標(biāo)準(zhǔn)合理設(shè)計(jì)，保證接地線的布局合理與安全。保護(hù)接地線一般采用鍍錫軟銅絞線，防腐蝕功能較好，導(dǎo)電性也較高;合理設(shè)置接地線長(zhǎng)度，使電阻值低于人體承受度。設(shè)計(jì)與實(shí)施接地中要保證接觸的牢固性;針對(duì)不同金屬的焊接情況，要注意實(shí)施防腐蝕處理;為了防止不同金屬接觸出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，可在接觸面涂抹油漆;為了杜絕斷流現(xiàn)象，在車頂安裝避雷器非常必要，以確保電氣設(shè)備沒(méi)有過(guò)流現(xiàn)象。但車輛使用中實(shí)際影響的情況太多，還要根據(jù)具體情況使用合適的接地技術(shù)。工作接地有高壓與低壓回流工作接地兩種。其中，低壓回流工作接地，主要是使電氣系統(tǒng)中的低壓電路有準(zhǔn)確的電位，讓電路中的雜散性信號(hào)電流進(jìn)行回流。而高壓回流工作接地，是引導(dǎo)接觸網(wǎng)中電流進(jìn)入軌道中，經(jīng)過(guò)相關(guān)程序處理后再回流到變電站，確保城市軌道交通車輛處于安全、穩(wěn)定的電氣回路中。在高壓回流電路的設(shè)計(jì)中，要確保接觸網(wǎng)輸出的電流都能回流到電源中，確保車輛的電氣系統(tǒng)在運(yùn)行中不會(huì)出現(xiàn)故障與漏電現(xiàn)象。

2.4節(jié)能技術(shù)

隨著當(dāng)前國(guó)家的大力倡導(dǎo)，軌道交通系統(tǒng)不僅要滿足當(dāng)前人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的使用需求，還需要滿足一系列的節(jié)能減排相關(guān)要求。合理地運(yùn)用節(jié)能技術(shù)在軌道交通車輛空調(diào)系統(tǒng)的關(guān)鍵作用是降低壓縮機(jī)的能耗。相關(guān)工作人員通過(guò)選擇不同的控制方式以及不同形式的壓縮機(jī)，有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的環(huán)保效果。以壓縮機(jī)的控制方式以及型號(hào)來(lái)決定不同的節(jié)能效果，當(dāng)前軌道交通電力系統(tǒng)的最佳選擇之一是變頻壓縮機(jī)。城市軌道交通車輛多數(shù)采用鋁合金材料，在與鋼軌間的運(yùn)行過(guò)程中，電阻值較小，會(huì)出現(xiàn)一些散雜電流，長(zhǎng)期將會(huì)影響車輛軸承與接地裝置的壽命。所以要消除這些散雜電流，可以使用接地電阻轉(zhuǎn)移電流。但是為減少回流進(jìn)入車體，還要對(duì)列車單元間實(shí)施并聯(lián)電阻，連接車體與列車車鉤，阻斷了車體件的散雜電流，杜絕重聯(lián)現(xiàn)象，防止電壓過(guò)大。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，軌道交通運(yùn)行是人們安全出行的首要選擇，新時(shí)期城鎮(zhèn)化發(fā)展下軌道交通覆蓋范圍不斷擴(kuò)大。我國(guó)城市軌道交通車輛的使用有效地改善了城市交通擁堵的問(wèn)題，它對(duì)提高人們的生活質(zhì)量非常的重要。因此相關(guān)工作人員需要加強(qiáng)對(duì)城市軌道交通車輛電氣系統(tǒng)的應(yīng)用管理，通過(guò)合理的電氣系統(tǒng)控制，能夠保證車輛運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。同時(shí)，合理的調(diào)節(jié)車輛的空調(diào)接地通風(fēng)等系統(tǒng)的科學(xué)應(yīng)用，通過(guò)現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)，保證城市軌道交通車輛的行駛安全。

參考文獻(xiàn)

[1]黃太昱，李凱斌，李現(xiàn)鵬.軌道交通供電系統(tǒng)電氣設(shè)備傳動(dòng)調(diào)試分析[J].機(jī)電信息，2020