對(duì)地鐵屏蔽門絕緣問題及改進(jìn)措施的分析

張賀　劉靜濤

摘要：伴隨著城市化建設(shè)的高速推進(jìn)，地鐵獲得了廣泛應(yīng)用，同時(shí)也成為居民出行的重要交通工具。屏蔽門作為地鐵設(shè)施的重要配置，也得到了廣泛應(yīng)用。但是屏蔽門在應(yīng)用過程中，往往會(huì)出現(xiàn)絕緣阻值降低的問題，從而導(dǎo)致電打火或者電弧，具有重大的安全隱患，因此對(duì)屏蔽門絕緣問題的研究很有必要。從屏蔽門的結(jié)構(gòu)組成出發(fā)，結(jié)合實(shí)際工程問題，對(duì)屏蔽門絕緣問題進(jìn)行分析總結(jié)，最后得出在機(jī)械結(jié)構(gòu)上的5點(diǎn)改進(jìn)措施，為后期屏蔽門絕緣性能的提升提供了參考。并且通過實(shí)際工程遇見問題，提出在材料選取、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安裝步驟、施工現(xiàn)場(chǎng)及后期維護(hù)等方面的改進(jìn)建議，以提高屏蔽門系統(tǒng)的絕緣性能。

關(guān)鍵詞：地鐵;屏蔽門;結(jié)構(gòu);絕緣

中圖分類號(hào)：U231+.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1009—9492（2021）03—0267—03

0引言

隨著城市現(xiàn)代化的高速推進(jìn)，地鐵行業(yè)得到了迅猛發(fā)展，作為地鐵系統(tǒng)的重要組成部分，地鐵屏蔽門系統(tǒng)也隨之獲得了廣泛應(yīng)用。地鐵屏蔽門的使用對(duì)保障整個(gè)地鐵運(yùn)行的安全性和高效性起到了重大的促進(jìn)作用，同時(shí)也具有顯著的節(jié)省能源和提升乘客候車舒適性的效果，在國(guó)內(nèi)外地鐵建設(shè)中獲得了廣泛應(yīng)用，因此對(duì)其安全性能指標(biāo)提出了越來越高的要求。屏蔽門的絕緣性能是安全性能的重要指標(biāo)，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外學(xué)者一般僅針對(duì)屏蔽門系統(tǒng)的某一部分進(jìn)行絕緣性能的理論分析，未能從實(shí)際和整個(gè)系統(tǒng)方面進(jìn)行絕緣性能的分析。

本文在對(duì)實(shí)際絕緣問題進(jìn)行分析的基礎(chǔ)之上，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面對(duì)提升絕緣性能等級(jí)進(jìn)行了詳細(xì)分析，以便為后期可以更好地提升屏蔽門絕緣性能提供參考。

北京、上海、廣州等城市的地鐵運(yùn)行為方便市民出行做出了很大貢獻(xiàn)。從廣州地鐵2號(hào)線首次在國(guó)內(nèi)應(yīng)用地鐵屏蔽門開始，屏蔽門在地鐵運(yùn)行中所帶來的優(yōu)點(diǎn)就愈加顯著。經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用表明，屏蔽門的應(yīng)用在節(jié)能、環(huán)保和提高地鐵運(yùn)行安全等方面取得了顯著成效。隨著屏蔽門不斷地應(yīng)用在地鐵運(yùn)行系統(tǒng)中，對(duì)屏蔽門的安全性能提出了越來越高的要求，對(duì)提升屏蔽門安全性能等方面的研究顯得很有實(shí)際意義。

1屏蔽門優(yōu)點(diǎn)

1.1提高運(yùn)行安全性

（1）地鐵在運(yùn)行時(shí)會(huì)有很大的乘客量，當(dāng)?shù)罔F進(jìn)入站臺(tái)時(shí)，屏蔽門的應(yīng)用可以有效防止乘客因?yàn)楹蜍嚀頂D而被擠下軌道的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也避免了地鐵在運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的低壓環(huán)境對(duì)乘客造成的呼吸困難及吸附壓力等的不利影響，進(jìn)而保證了乘客在乘坐地鐵時(shí)的安全性能。

（2）地鐵在上下乘客時(shí)和站臺(tái)邊緣存有10cm左右的空隙，因?yàn)槠帘伍T直接固定在站臺(tái)邊緣上，因此可以有效防止乘客在上下地鐵時(shí)，跌入縫隙的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也避免了乘客隨身攜帶的小物件掉入軌道側(cè)的風(fēng)險(xiǎn)。

1.2增加乘客舒適性

（1）地鐵運(yùn)行時(shí)，與軌道的摩擦?xí)纬珊艽蟮脑肼?，且在通過彎道時(shí)，會(huì)形成刺耳的哨鳴聲。如果沒有屏蔽門的阻隔，在站臺(tái)側(cè)的候車人員和工作人員會(huì)受到很大的噪聲影響，安裝屏蔽門后，可以明顯降低候車區(qū)的噪聲分貝值，增加候車時(shí)的舒適性。

（2）地鐵在運(yùn)行過程中，會(huì)因產(chǎn)生強(qiáng)勁的活塞風(fēng)而帶動(dòng)隧道內(nèi)的大量粉塵及微小顆粒。屏蔽門的應(yīng)用可以阻擋大部分粉塵及微小顆粒進(jìn)入候車區(qū)，防止對(duì)乘客的身體安全造成隱患，同時(shí)也防止活塞風(fēng)對(duì)乘客造成不利影響。

1.3節(jié)省能源

屏蔽門的應(yīng)用安裝可以將候車區(qū)與軌道側(cè)分開，這樣不僅可以更方便地在候車區(qū)營(yíng)造一個(gè)舒適的候車環(huán)境，而且還可以降低地鐵進(jìn)站時(shí)產(chǎn)生的活塞風(fēng)對(duì)候車區(qū)的影響，進(jìn)而達(dá)到增加候車舒適性和節(jié)省能源的目的。

1.4提升地鐵運(yùn)行效率

屏蔽門的安裝應(yīng)用，直接保證了軌道側(cè)運(yùn)行環(huán)境的暢通，降低地鐵進(jìn)站時(shí)的制動(dòng)距離及降低出站時(shí)的提速距離，進(jìn)而明顯縮短地鐵進(jìn)出站時(shí)的時(shí)間，提升地鐵的運(yùn)行效率。

2屏蔽門絕緣現(xiàn)存問題

屏蔽門在保障地鐵運(yùn)行過程中的乘客安全、節(jié)省能源等方面均產(chǎn)生了積極的影響，但是其在應(yīng)用過程中產(chǎn)生的安全問題也不容忽視。地鐵運(yùn)行過程中與空氣及鐵軌等物體的摩擦?xí)a(chǎn)生大量的靜電，且地鐵一般采用直流牽引供電，因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)的發(fā)生，地鐵和大地相比，地鐵的電勢(shì)會(huì)很高。屏蔽門會(huì)在地鐵進(jìn)站時(shí)和地鐵形成等電勢(shì)體，因而也會(huì)具有很高的電勢(shì)。當(dāng)乘客上下地鐵時(shí)，如果通過乘客自己將地鐵和大地相連，則在短時(shí)間內(nèi)會(huì)形成很大的電流，對(duì)乘客安全造成威脅。所以對(duì)屏蔽門體進(jìn)行絕緣處理，顯得很有必要。

屏蔽門的絕緣處理主要是將門體和土建之間進(jìn)行絕緣隔離。屏蔽門在安裝時(shí)，如果和土建交叉施工，土建施工過程中噴濺到屏蔽門上的混凝土和水漬等會(huì)對(duì)屏蔽門的絕緣性能造成不良影響。為了規(guī)避這種情況的發(fā)生，屏蔽門在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)這種情況進(jìn)行補(bǔ)救措施設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)合理安排安裝時(shí)間和進(jìn)度，做到其他單位施工時(shí)對(duì)屏蔽門的絕緣性能影響最小。在考慮屏蔽門的整體絕緣性能時(shí)，還需將滑動(dòng)門、應(yīng)急門、固定門等門體單元考慮在內(nèi)，如圖1所示。屏蔽門在后期運(yùn)營(yíng)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)門體的絕緣阻值不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)等問題，甚至有時(shí)會(huì)發(fā)生電打火或者電弧等現(xiàn)象，但是維保人員一般僅僅將絕緣阻值下降的零部件進(jìn)行更換和維修，導(dǎo)致單一性的絕緣問題會(huì)反復(fù)出現(xiàn)。以下結(jié)合具體的門體設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，詳細(xì)闡述整個(gè)系統(tǒng)的絕緣方案和在實(shí)際過程中遇見的絕緣問題及后期對(duì)門體絕緣性能的處理方案。

2.1當(dāng)前絕緣方案

屏蔽門絕緣方案分為機(jī)械部分絕緣和電氣部分絕緣兩部分。依據(jù)國(guó)標(biāo)CJ/T 236-2006要求規(guī)定，屏蔽門門體與大地之間的阻值要大于0.5 MQ，屏蔽門的上部和下部之間的墊塊、隔圈、隔套等絕緣部件應(yīng)滿足絕緣性能要求，且屏蔽門系統(tǒng)的各個(gè)門體之間應(yīng)保持等電位設(shè)計(jì)。在實(shí)際生產(chǎn)安裝過程中，電氣部分零部件的絕緣性能應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)要求采用規(guī)定的導(dǎo)線和開關(guān)，且要對(duì)關(guān)鍵電氣部件如DCU盒體等，做相應(yīng)的絕緣防水性能測(cè)試。

2.2絕緣措施

根據(jù)屏蔽門的門體結(jié)構(gòu)，在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可以采用具有絕緣性能的膠條或者毛刷、絕緣漆、絕緣伸縮節(jié)、絕緣套等零部件。屏蔽門頂部支撐和整個(gè)門體之間的絕緣可以采用兩部分絕緣方案：采用絕緣伸縮節(jié)將頂部支撐和門體立柱之間的連接進(jìn)行隔離絕緣;在門體頂部支撐和滑動(dòng)門之間進(jìn)行隔離絕緣，采用絕緣膠條或者絕緣毛刷，且絕緣膠條或毛刷支架連接處采用絕緣油漆進(jìn)行隔離絕緣，如圖2（a）～（c）所示。屏蔽門下部絕緣可采用各種絕緣墊片或者絕緣套等方式，將屏蔽門和大地進(jìn)行絕緣隔離，如圖2（d）所示。

2.3實(shí)際絕緣問題

對(duì)于整個(gè)屏蔽門結(jié)構(gòu)，在設(shè)計(jì)時(shí)可以將門體與土建進(jìn)行隔離，以達(dá)到絕緣目的。但是在后期由于候車區(qū)域施工及頂部吊頂裝修等工程的進(jìn)行，使得實(shí)際絕緣電阻值達(dá)不到規(guī)定的要求。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況，發(fā)現(xiàn)上層的絕緣問題主要為上蓋板和門楣之間的接觸問題;下部絕緣值不達(dá)標(biāo)的主要原因?yàn)槠帘伍T門體和底層土建之間的污染問題。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)可以將影響絕緣阻值的因素作如下分類：

（1）門檻和土建接觸的地方因?yàn)槭┕?dǎo)致積水，致使底部的絕緣套失去絕緣功能，如圖3（a）所示;

（2）在土建施工過程中，導(dǎo)致混凝土和站臺(tái)門門體接觸，致使門體絕緣性能減弱，如圖3（b）所示;

（3）在后期施工過程中，絕緣擋板遭到污染，也會(huì)使得門體的絕緣性能下降，如圖3（c）所示;

（4）在后期施工過程中，混凝土、水漬或雜物會(huì)覆蓋下部絕緣套，致使絕緣套不能很好地起到絕緣功能，如圖3（d）所示。

2.4解決措施

通過以上問題可以看出，屏蔽門在實(shí)際施工中，總會(huì)出現(xiàn)不同的形式影響絕緣情況。針對(duì)于此，可以在設(shè)計(jì)時(shí)通過添加輔助設(shè)施，避免此類不可控因素對(duì)屏蔽門絕緣阻值的影響。針對(duì)此類問題，可以有如下解決方案。

（1）對(duì)于因其他施工單位產(chǎn)生的混凝土和水漬等問題而導(dǎo)致的絕緣值下降，可以和施工單位監(jiān)理等部門進(jìn)行溝通，確保在施工過程中屏蔽門周圍的環(huán)境干凈整潔。同時(shí)為防止因水漬或者混凝土將門檻的絕緣層覆蓋，在機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，可以將門檻下部的整體結(jié)構(gòu)采用絕緣層隔離操作，以防止屏蔽門和土建等的直接接觸。

（2）屏蔽門門檻和底部之間通常由于施工的原因不能很好地保證絕緣阻值，在這種情況下，可以在門檻和底座支撐之間添加一個(gè)絕緣板。這樣不僅可以在門體和底座之間產(chǎn)生碰撞時(shí)，起到緩沖作用，還可以將屏蔽門整體的絕緣性能得到很大提升。在施工過程中，還可以在門檻立柱底座之間的縫隙處填充絕緣密封膠，以防砂石泥土等雜物的進(jìn)入，降低門檻的絕緣性能等級(jí)。

（3）對(duì)屏蔽門后期的絕緣檢查過程中，發(fā)現(xiàn)門檻和底座之間的絕緣性能經(jīng)常會(huì)因后期土建的原因而不能達(dá)標(biāo)。在設(shè)計(jì)和施工過程中，可以將門檻和底座采用絕緣材料包圍的方法，防止雜物的進(jìn)入，以阻止絕緣性能的降低。

（4）屏蔽門中的立柱在工作過程中，因吸附地鐵輪轂?zāi)雺轰撥壎a(chǎn)生的鋼粉，會(huì)使得屏蔽門的絕緣性能下降。且因?yàn)槌丝蜕舷萝囄辗龅脑?，使得立柱表面原有的絕緣涂層變薄或者消失，進(jìn)而使得絕緣值下降，所以需要對(duì)立柱表面的絕緣膜材料進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

（5）屏蔽門的前蓋板在設(shè)計(jì)安裝時(shí)，在蓋板周圍盡量采用安裝密封膠條的方式進(jìn)行密封，防止在后期運(yùn)行過程中，因?yàn)榛覊m的進(jìn)入使得內(nèi)部的電氣部件如LCB、DCU等部件的絕緣性能下降。

3絕緣方案改進(jìn)

結(jié)合以上分析，可以從以下5個(gè)方面對(duì)屏蔽門的絕緣性能進(jìn)行改進(jìn)提升。

3.1絕緣材料選取

絕緣材料的選取，應(yīng)該嚴(yán)格依據(jù)國(guó)標(biāo)和行標(biāo)，選取質(zhì)量可靠的絕緣材料，同時(shí)應(yīng)該結(jié)合屏蔽門結(jié)構(gòu)，從整體上考慮絕緣材料的絕緣性能，做到絕緣性能的穩(wěn)定可靠。其次還應(yīng)考慮材料的加工質(zhì)量，嚴(yán)格依據(jù)新的加工工藝進(jìn)行材料的加工，保證尺寸符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。

3.2優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

屏蔽門絕緣問題的發(fā)生與整個(gè)門體的機(jī)械結(jié)構(gòu)關(guān)系很大。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，將整個(gè)門體的絕緣特性考慮在內(nèi)，以優(yōu)良的結(jié)構(gòu)特性達(dá)到屏蔽門整體的絕緣效果?？紤]到屏蔽門長(zhǎng)年連續(xù)運(yùn)營(yíng)時(shí)，粉塵會(huì)吸附到門體之上，降低整個(gè)門體的絕緣性能。研究表明，當(dāng)空氣濕度大于75%～85%時(shí)，絕緣電阻會(huì)急劇下降;絕緣底座上有輕微粉塵污染時(shí)，絕緣電阻下降90%以上。所以對(duì)門體進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該綜合考慮濕度、粉塵等對(duì)門體造成的不好影響。

3.3規(guī)范安裝步驟

借鑒之前的安裝經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)考慮門體的結(jié)構(gòu)特性，制定詳細(xì)、嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的安裝步驟手冊(cè)，做到安裝過程中絕緣安裝。同時(shí)做到每一關(guān)鍵零部件安裝后都有相關(guān)的檢測(cè)記錄，做到無盲區(qū)、全都有跡可尋的規(guī)范安裝。

3.4施工現(xiàn)場(chǎng)的維護(hù)性

屏蔽門是集建筑、機(jī)械、通訊等為一體的高科技產(chǎn)品。且在施工過程中，經(jīng)常與土建、運(yùn)營(yíng)等部門交叉施工。所以在安裝過程中，應(yīng)結(jié)合監(jiān)理的合理安排，科學(xué)高效地組織屏蔽門的現(xiàn)場(chǎng)安裝。不僅需要和其他單位施工時(shí)間錯(cuò)開，還要保持不同單位施工時(shí)屏蔽門的完整性和門體絕緣性能的不變性。

3.5后期對(duì)屏蔽門門體的維護(hù)

屏蔽門的運(yùn)行一般為每天連續(xù)運(yùn)行20 h左右，且全年365天連續(xù)運(yùn)營(yíng)。應(yīng)該制定合理的維護(hù)保養(yǎng)措施，需每180天對(duì)門體進(jìn)行一次全面清潔和檢修，防止粉塵的吸附使得門體絕緣性能下降，及時(shí)更換門體立柱門檻等關(guān)鍵部件，防止長(zhǎng)時(shí)間上下乘客造成的結(jié)構(gòu)上的磨損使得門體絕緣性能下降。

4結(jié)束語

屏蔽門絕緣阻值的降低，以及繼而會(huì)引發(fā)的電弧等現(xiàn)象，會(huì)對(duì)屏蔽門門體結(jié)構(gòu)的很多個(gè)零部件造成危害，同時(shí)也會(huì)給整個(gè)運(yùn)營(yíng)造成重大的安全威脅。

本文對(duì)地鐵屏蔽門絕緣問題進(jìn)行了分析，并提出了改進(jìn)措施。結(jié)合以上的分析內(nèi)容，可以很大程度上規(guī)避屏蔽門系統(tǒng)絕緣阻值的降低。且因屏蔽門系統(tǒng)涉及到機(jī)械、電氣、控制等多個(gè)專業(yè)，后期在運(yùn)營(yíng)中應(yīng)該明確記錄遇見的各種問題，并且針對(duì)各個(gè)問題進(jìn)行具體分析，找出問題發(fā)生根源，進(jìn)而做到從設(shè)計(jì)上杜絕此類問題發(fā)生，同時(shí)后期也應(yīng)做好各零部件壽命預(yù)估，及時(shí)更換零部件，做到從整體上提升屏蔽門的安全性能等級(jí)。