改善屏蔽門門體絕緣的探討

羅長(zhǎng)新

（西屋月臺(tái)屏蔽門（廣州）有限公司，廣東廣州510447）

改善屏蔽門門體絕緣的探討

羅長(zhǎng)新

（西屋月臺(tái)屏蔽門（廣州）有限公司，廣東廣州510447）

根據(jù)在工程實(shí)踐中的研究與應(yīng)用分析了屏蔽門門體絕緣現(xiàn)狀和失效原因，從產(chǎn)品設(shè)計(jì)上和安裝管理上針對(duì)失效原因提出門體絕緣性能的改善與提高建議。

地鐵；站臺(tái)屏蔽門；絕緣改善

0　引言

這些年來，中國的城市軌道交通事業(yè)以驚人的速度在發(fā)展，其中表現(xiàn)尤為突出的要屬中國地鐵的發(fā)展。截至2014年末，全國已有22個(gè)城市建成地鐵95條，地鐵運(yùn)營里程達(dá)到2 900 km。站臺(tái)屏蔽門作為軌道交通的配套產(chǎn)品，為地鐵的正常運(yùn)營提供安全保障，為保證乘客乘車安全、改善乘車環(huán)境服務(wù)。

1　屏蔽門門體絕緣性能現(xiàn)狀

屏蔽門系統(tǒng)，作為現(xiàn)時(shí)保障地鐵正常運(yùn)營必備之附屬產(chǎn)品，其安全性能是最重要的考量因子。按照《城市軌道交通站臺(tái)屏蔽門系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》（CJJ183-2012）及《城市軌道交通站臺(tái)屏蔽門》（CJ/T236-2006）規(guī)范要求，正常情況下人體可接觸的屏蔽門金屬部件與土建結(jié)構(gòu)及其他絕緣，單側(cè)門體與車站土建結(jié)構(gòu)間絕緣電阻在500 VDC下不小于0.5 MΩ［1］；然而就此絕緣安全性來說，我國的地鐵軌道采用絕緣安裝，列車與屏蔽門間隙很小，乘客在進(jìn)出列出時(shí)很容易同時(shí)觸摸到列車與屏蔽門，為防止乘客受到兩者跨步電壓差危害，屏蔽門都是通過雙線冗余式接地電纜連接到走行軌，進(jìn)行門體等電位連接［2］；同時(shí)屏蔽門在安裝時(shí)，屏蔽門的底部與頂部都采用絕緣套將門體與土建結(jié)構(gòu)絕緣，并且端門門體與主段門體作電氣隔離處理；而且在站臺(tái)上沿門體地檻鋪設(shè)站臺(tái)絕緣層，以此方式來獲取屏蔽門門體達(dá)到規(guī)定的絕緣值而滿足安全要求［3］。但是屏蔽門安裝后受到站臺(tái)高濕高溫環(huán)境以及運(yùn)營產(chǎn)生的灰塵污染的影響，其門體絕緣值在半年或更短的時(shí)間內(nèi)降低到0.5 MΩ以下，甚至降為零。

2　門體絕緣失效原因討論

本文主要結(jié)合臺(tái)北信義-松山線屏蔽門項(xiàng)目試驗(yàn)與實(shí)踐，探討屏蔽門門體絕緣失效原因。規(guī)范及合同要求屏蔽門與列車等電位，防止走行軌的雜散電流危害乘客安全及門體設(shè)備的電腐蝕，因此屏蔽門安裝時(shí)采用功能性絕緣方式，使用帶高絕緣電阻的絕緣件阻隔在屏蔽門與其他連接的物體間。因此影響絕緣效果的兩因子為爬電距離與電氣間隙。而本項(xiàng)目所采用的絕緣件本身為極低吸濕性（＜7.3 mg）、高表面電阻率（＞1012Ω）且耐燃等級(jí)為V0絕緣材料。其屏蔽門與土建結(jié)構(gòu)接口方式如圖1和圖2所示。

圖1　屏蔽門門體頂部接口示意圖

圖2　屏蔽門門體底部接口示意圖

根據(jù)IEC60335-1對(duì)功能性絕緣爬電距離與電氣間隙規(guī)范，上述圖中所指示A、C為屏蔽門與土建結(jié)構(gòu)裝修之間非直接性連接間隙，因此要求考慮電氣間隙必須達(dá)到規(guī)范最小值，而B、D為屏蔽門上下部與土建結(jié)構(gòu)間螺栓連接件，爬電距離與電氣間隙兩者必須都滿足規(guī)定最小值。現(xiàn)行地鐵列車采用1 500 V接觸網(wǎng)供電，用走行軌道作為供電回路，直流電機(jī)牽引的機(jī)車鋼軌或車廂的電壓即是電源負(fù)極對(duì)地的電壓，因此軌道對(duì)大地會(huì)有小于120 V的壓降，使得車體對(duì)于大地也有小于120 V的壓降［1-2］，如果上述的A、B、C、D不能滿足絕緣要求規(guī)范，在高溫高濕及晝夜溫差影響下絕緣件表面與間隙內(nèi)會(huì)凝結(jié)霧水或水珠，同時(shí)隨著運(yùn)營產(chǎn)生的軌道金屬灰塵污染慢慢堆積，爬電距離與電氣間隙慢慢減小而導(dǎo)致門體與土建結(jié)構(gòu)導(dǎo)通，使得屏蔽門門體的絕緣失效。

3　改善屏蔽門門體絕緣的建議措施

為防止屏蔽門門體在運(yùn)營過程中上述提到的失效，在滿足功能和設(shè)計(jì)要求下必須適當(dāng)增加門體的爬電距離及電氣間隙，根據(jù)在臺(tái)北信義-松山線屏蔽門項(xiàng)目以及之前項(xiàng)目累積實(shí)踐所獲得的經(jīng)驗(yàn)，改善門體絕緣有以下建議。

圖1中提到的A距離≥25 mm，確保頂部裝飾物與屏蔽門門體沒有任何接觸，清理干凈此空間間隙。

門體結(jié)構(gòu)柱頂部連接改善建議如圖3，絕緣件2外形采取曲線設(shè)置防止灰塵堆積及增大絕緣爬電距離；同時(shí)增加絕緣My?lar-3密封與提高電氣間隙；連接件-4熱鍍鋅后噴涂一層500～700 μm的黑色絕緣保護(hù)層。此設(shè)計(jì)改善能有效提高頂部連接在實(shí)際運(yùn)用的絕緣性能。

圖3　屏蔽門門體頂部改善說明

圖4　屏蔽門門體底部改善說明

圖2中提到的C設(shè)置15±3 mm的電氣間隙距離，建議在站臺(tái)絕緣層處設(shè)置L型絕緣支架，高度與地檻頂面等高，確保地板裝飾層沒有任何物料滲漏與屏蔽門門檻接觸，同時(shí)在間隙內(nèi)填充滿足地鐵環(huán)境及設(shè)計(jì)規(guī)范要求的不燃或難燃材料絕緣棒，并在其表面上使用硅酮結(jié)構(gòu)絕緣膠密封，防止水和金屬雜物的導(dǎo)通，提供絕緣性能。

同時(shí)對(duì)門體結(jié)構(gòu)柱底部連接實(shí)施改善如圖4，絕緣件2和3采取特別的外形設(shè)計(jì)和安裝方式，防止灰塵和水的堆積影響絕緣性能；同時(shí)增加絕緣Mylar-4密封與提高電氣間隙；底部支撐件-5熱鍍鋅后噴涂一層500～700 μm的黑色絕緣保護(hù)層。此設(shè)計(jì)能有效提高底部支撐連接件在實(shí)際運(yùn)用中的絕緣性能。

4　結(jié)束語

屏蔽門系統(tǒng)絕緣問題具有一定普遍性，國內(nèi)外地鐵部門對(duì)此采取了許多防范措施。本研究的改善建議對(duì)門體的絕緣性能有很大的提高，但不是唯一的最佳方案，可作為大家參考應(yīng)用。

［1］湯永光.地鐵屏蔽門與軌道之間電位問題的探討［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2012（35）：1.

［2］黎卓虹.地鐵屏蔽門系統(tǒng)絕緣處理方案的研究［J］.城市建設(shè)理論研究，2014（19）：1-2.

［3］GB50157-2013.地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

Proposals to Improve the Insulation Performance of Platform Screen Doors

LUO Chang-xin
（Westinghouse Platform Screen Door（Guangzhou）Limited，Guangzhou510447，China）

This article analyzes the current insulation situate and failure causes of platform screen doors based on research and application in engineering project，and proposes to improve the insulation performance of platform screen doors from the side of product design and installation management.

metro；platform screen door；insulation improvement

U291.6+3

A文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：1009-9492（2015）12-0129-03

10.3969/j.issn.1009-9492.2015.12.037

羅長(zhǎng)新，男，1979年生，湖南人，大學(xué)本科，工程師。研究領(lǐng)域：屏蔽門機(jī)械結(jié)構(gòu)與外觀設(shè)計(jì)及絕緣方案設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)安裝技術(shù)支持。

（編輯：王智圣）

2015-06-02