淺談地鐵屏蔽門安全回路改造方案

賴勝波

（廣州市地下鐵道總公司，廣東 廣州510380）

0 引言

當前地鐵屏蔽門安全回路系統還需進一步改進，以便提高系統的穩定性，確保長期運行的安全。

1 地鐵屏蔽門安全回路的主要構成

地鐵屏蔽門安全回路是由門閘鎖、行程開關、LCB開關、DCU、控制柜、電源柜、信號系統組成。

門閘鎖根據電磁閥和滑動門傳動裝置的命令完成動作。當信號系統給予開門指令時，電磁閥向上吸合，帶動門閘鎖上移。當信號系統給予關門指令時，滑動門關閉，滑動門傳動裝置碰撞門閘鎖，使之下落。行程開關是3組常閉觸點的開關裝置，其觸點的斷開／閉合是由與門閘鎖的接觸來實現。當門閘鎖上頂時，行程開關與之接觸，行程開關觸點斷開；當門閘鎖下落時，行程開關與之分離，行程開關觸點重新閉合。LCB開關的作用是保護單個門安全回路，當某個門出現安全回路斷開的情況時，將對應的LCB開關打手動位，可保證安全回路的暢通。DCU內部有3個接線端子將行程開關接線、LCB安全回路接線匯總并接線下一個DCU。

2 實例探討

安全回路的作用是防止屏蔽門未關閉情況下列車進站，危及乘客人身安全。因此，安全回路設計應在嚴謹性和安全系數上做好功課。

筆者篩選了關于安全回路的改造實例，即廣佛線首通段之中屏蔽門的安全回路，來分析其接線的不謹慎性。廣佛線首通段采用瑞士卡巴DCU系統安全回路，這套系統將安全回路線接入DCU線，但DCU并未對安全回路采取監控措施，只是通過DCU跳線的形式傳送給下一個DCU，這在嚴謹性上出現了重大失誤：（1）接線端子多，跳線多，經列車進站出站產生的震動容易導致接線端子松脫，安全回路斷開；（2）DCU并未設計安全回路監控，因此安全回路線經過DCU完全是多余的設計。本文根據原設計現場試用情況進行以下案例分析：

2.1 案例一：西塱上行屏蔽門關門后安全回路不通，導致列車無法出站

這次故障是電磁閥上部接線端子排6號線氧化（圖1），導致全回路不通所致。電磁閥上部接線端子安裝在門蓋板內部，密封性能差，由于空氣潮濕，接線端子比較容易氧化，造成安全回路斷開。

2.2 案例二：雷崗下行屏蔽門安全回路斷開，導致列車無法進站

這次故障是DCU內部接線端子X11上的5號接線端子（圖2）松動造成的。由于安全回路線經過DCU內部X11、X12、X5端子排，接線點多，且接線頭短、硬，列車震動極易引起松動，導致安全回路斷開。

圖1 電磁閥上部接線端子

圖2 DCU接線端子分布圖

3 改造方案實施

（1）滾輪觸點的機械式行程開關改為非接觸式行程開關，增加可靠性。廣佛線屏蔽門系統采用的是滾輪觸點的機械式行程開關，相對于目前屏蔽門行業大量采用的非接觸式行程開關故障率要高一些。滑動門和應急門的行程開關進入安全回路，滑動門門機內有左、右兩扇門關門到位行程開關各一個。運營時，每次滑動門電動打開、關閉過程中上述兩個行程開關都要動作。每天列車通過約240次，鎖緊機構內兩個行程開關每天則動作480次。由于廣佛線控制系統中使用的行程開關都是利用某些運動部件的碰撞來控制觸頭動作的，均屬機械行程開關，在實際應用中它們常常因機械彈性問題、觸點切斷太慢、易受電弧燒灼、積灰塵等多種原因而出現故障，從而造成安全回路斷開，故障發生時ISCS和PSA沒有故障門的任何記錄。

（2）減少回路上的節點數量，如安全回路不進入DCU；各節點從工藝設計上增加可靠性。每道滑動門門機內安裝有DCU主板。安全回路的電源為直流24V，送到距離屏蔽門設備間最遠的滑動門門機主板上，串聯40個行程開關的常閉觸點后，此電壓送入屏蔽門設備PSC的從動繼電器單元的安全繼電器線圈，從動繼電器單元向ATC設備發送“關閉且鎖緊”命令。使用過程中，發現主板上X11、X12、X5端子連接器有時松動或個別插針松動，造成安全回路斷開，故障發生時，ISCS和PSA沒有故障門的任何記錄。行程開關的固定螺釘松動、行程開關調整不當均可造成所有滑動門、應急門關閉且鎖緊后，安全回路為低電平。應緊固插針，必要時將所有插頭重新安裝，調整行程開關，保證安全回路工作正常。

（3）提高PSC柜安全等級，將傳統繼電器控制更改為PEDC集成電路板控制。普通繼電器搭建有自鎖和互鎖功能的雙回路線路，這是最原始的安全控制方式，能達到較低的安全等級。其優點是成本低廉，缺點是維護和改造十分復雜，使用壽命較短，故障屬性較難查找。單元控制器（PEDC）作為處理系統中所有關系安全性的關鍵信號的單元，是保障系統安全可靠運行的重要零部件，并具有門狀態運行及故障監視功能。1）PEDC主要由控制部分和監視部分組成。控制部分：對地鐵屏蔽門系統進行安全回路檢測、開門信號和允許信號開斷的控制；對輸入信號進行邏輯分析，輸出控制信號給SRO插件，控制相應的安全繼電器。監視部分：對地鐵屏蔽門系統進行狀態檢測、故障判斷和數據通信。PEDC采用的是安全繼電器，與一般繼電器相比，安全繼電器中設計有“強制導向結構”，保證當NO觸點出現熔接時，繼電器失電時NC觸點不會閉合；如果繼電器得電時NC觸點出現熔接，NO觸點不會閉合（及NO、NC觸點不會同時閉合，且觸點間距大于0.5mm，EN50205），配合安全電路設計，能體現其安全性。2）PEDC的安全控制（圖3、圖4）。安全信號電路由3個安全繼電器組成，確保出現任意觸點熔接時，不會輸出硬線命令，并以正、負線雙切方式實現安全冗余。3）雙邏輯芯片控制電路。雙邏輯芯片控制輸出，保證安全可靠。在任何一個邏輯芯片監控到異常時或任何一個邏輯芯片損壞時，都會閉鎖輸出，以保證系統的安全性。

圖3 SRO插件

圖4 SLG插件

4 結語

綜上所述，對于地鐵屏蔽門安全回路要從硬件上著手提高其質量，并在設計階段進行綜合分析與判斷，針對不同的運行條件和影響因素，來研究和部署改造方案，發揮先進技術手段的優勢，增強系統運行的安全性，保證其安全等級符合國家標準。

［1］劉永紅.成都地鐵屏蔽門絕緣問題及處理［J］.鐵道工程學報，2014（4）.