某軌道交通車輛改造項目基于EMC的布線方案優(yōu)化

湯人杰 丁婷

摘 要：軌道交通車輛改造方案的制訂與實施，受制于原車輛設計方案的掌握程度和相關設計標準的理解及運用程度。文章針對某軌道交通車輛改造項目的部分區(qū)域的初版布線改造方案，通過對EN 50343標準條款中EMC相關要求的細節(jié)把控、結合現場實際調研情況再次分析，進行了布線改造方案的優(yōu)化。

關鍵詞：軌道交通；車輛改造；布線；EN 50343；EMC

Abstract：The formulation and implementation of the rail transit vehiclemodification scheme is subject to the mastery of the original vehicle design scheme and the degree of understanding and application of relevant design standards.This paper optimizes the cabling scheme of the first version of some areas of a rail transit vehicle modification project by grasping the details of EMC-related requirements in the EN 50343 standard clauses and analyzing it again based on actual field investigation.

Keywords：rail transit；vehicle modification；cabling；EN 50343；EMC

隨著鐵路連接通信、列車自動駕駛等技術的革新在軌道交通上的應用，越來越多的老舊軌道交通車輛有著改造升級的需求。而這些老舊軌道交通車輛無一不是在繁忙地進行著商業(yè)運營，此類改造項目通常特點是周期短、資金少，因此必須綜合進度、成本、質量等多方面綜合考慮改造方案。本文講述了某軌道交通車輛改造項目動車底架區(qū)域的布線方案優(yōu)化。

1 項目背景

該改造項目為某國外首都1號線，該線路已經運營50多年，其設施和設備迫切需要現代化升級，以縮短行車時間和換乘時間、提高乘客舒適性與安全性。升級后的線路在引入新造車輛的同時，需要對某國外公司在6年前為其制造的車輛進行匹配性的升級，要求與新車功能相當，包括提升連接通信功能、增加自動駕駛功能等。而原車所能提供的設計資料極其有限，且設計周期僅6個月，導致設計方案的制訂困難重重。

該項目要求采用EN 50343-2014標準［1］布線，其中關于EMC的章節(jié)對A、B、C不同類電纜之間有明確的隔離要求，標準節(jié)選如圖1所示：

根據搜集到的原車有限圖紙資料，分析得知底架布線的主路徑采用車體的5個型腔布線［2-3］，型腔如圖2所示。車體材質為鋁合金，金屬的型腔滿足EN 50343標準中EMC要求“如果不能在不同種類的電纜之間獲得最小距離，則應通過金屬外殼來對電纜進行隔離”，將A、B、C類電纜進行了隔離。

2 初版布線方案制訂

該項目中，某節(jié)車的底架需要把B、C類電纜從車端部布置到車中部的上線孔，制訂的初版方案沿用了原車的型腔布線方式。將B、C類電纜從車端部通過相應型腔穿至牽引箱上方的分線盒位置，再經過分線盒內的型腔開孔進入分線盒，然后采用線管從分線盒返回至上線孔，如圖3所示。

該方案的優(yōu)點是，分線盒內有隔板將B、C類電纜和A類電纜進行了隔離，無需擔心A類電纜造成B、C類電纜的EMC問題。但該方案的缺點也很突出：（1）設計合理層面，布線路徑迂回曲折；（2）施工效率層面，需拆卸780kg的牽引箱及附帶的28束電纜，施工難度大；（3）項目成本層面，拆卸牽引箱需要額外租賃場地及叉車；（4）風險管控層面，拆卸牽引箱存在拆卸施工安全風險、物料丟失風險；（5）試驗調試層面，拆卸牽引箱后需對其重新進行功能試驗；（6）項目進度層面，完成布線工作需要的附加施工工時過長；（7）后期維護層面，拆卸牽引箱后，原廠家不再進行質保，需要額外承擔質保任務，并且該分線盒的電纜維護也需要對牽引箱拆卸，維護困難。

但在屆時掌握的資料和調研情況下卻是最優(yōu)方案。

3 優(yōu)化布線方案

介于初步方案的缺點，設計師深入現場勘測調研，發(fā)現了優(yōu)化布線的可能：牽引箱外的另一個分線盒提供了優(yōu)化的希望。雖然該分線盒內只有A類型腔開孔，且布置了大量的A類電纜，但其A類電纜均為直線型布置，更為關鍵的是該分線盒至車端部的2個A類型腔是空置的，如圖4、圖5所示。

根據EN 50343標準中EMC要求“在屬于不同EMC種類的相互垂直的電纜處于交叉的情況下，表6規(guī)定的最小距離可不適用”的解析，我們可以將布置在這個分線盒內的B、C類電纜與原A類電纜進行垂直交叉布置，如圖6所示。

采用該方案，可以規(guī)避初版方案的所有缺點，但也暴露了另外的缺點：B、C類電纜和A類電纜不能保證完美的垂直交叉，EMC效果可能不是那么完美。但同樣可以根據EN 50343標準中的方案進行彌補，“如果不能在不同種類的電纜之間獲得最小距離，則應通過金屬覆蓋層來對電纜進行隔離”。因此，通過采用包裹金屬編織網進行了屏蔽隔離，將該缺點輕松彌補，最終施工效果如圖7所示。

4 優(yōu)化效果

該項目車輛改造完成后順利通車，未發(fā)生EMC問題。根據EN 50343標準中EMC要求條例的合理利用，對該區(qū)域的布線方案進行了調整，調整后方案優(yōu)化效果明顯。僅僅通過不到0.5米的金屬編織網的增加，產生了極大的效益：節(jié)省了電纜的物料的使用、減輕了布線施工難度、減少了大型箱體的拆卸場地及叉車租賃需求、避免了大型箱體拆卸的安全風險、縮短了改造工時、簡便了后期的維護工作等。

結語

本文針對某軌道交通車輛改造項目部分區(qū)域的布線方案，通過對EN 50343標準條款的細節(jié)把控，結合現場實際調研情況分析，對方案優(yōu)化過程進行了詳細地解說，對其他軌道交通車輛的布線改造提供了參考。

參考文獻：

［1］EN 50343-2014鐵路應用—機車車輛—布線規(guī)則［S］.

［2］谷緒地，郭寶東，孫惠新.CRH3和CRH5動車組電線安裝工藝對比分析［J］.城市軌道交通研究，2014（2）：137-139.

［3］李晶，劉靜，徐艷明.軌道車輛的電器布線研究分析［J］.科技經濟導刊，2019，27（05）：82.

作者簡介：湯人杰（1989— ），男，本科，工程師，從事軌道交通車輛布線設計工作。