地鐵車輛電氣布線要點分析

何紅

摘 要：隨著我國城市建設的加快，城市規模不斷擴大，大量的人口涌入城市，私家車也日益增多，這給城市交通帶來了巨大的壓力。在此基礎上，地鐵的建設和普及很好的緩解了城市交通的壓力。地鐵在城市交通中扮演著十分重要的角色，因此要確保地鐵車輛的安全性、可靠性和可維護性，就要重視地鐵車輛的電氣布線。本文從模塊化、電磁兼容性和安全性三個方面闡述了地鐵車輛電氣布線的要點。

關鍵詞：地鐵車輛；電氣布線；城市交通

前言

隨著現代化科技的發展和進步，地鐵車輛的功能越來越先進、越來越全面。因此，地鐵車輛的電氣系統也越來越復雜，并帶來了電磁兼容、安全方面和生產方面的問題。傳統、簡單的電氣布線方式已經不能滿足現代化的地鐵車輛的需求。這就需要采用全新的電氣布線技術，以滿足地鐵車輛電氣系統的需求。

1.電氣布線的模塊化

所謂模塊化，就是把復雜、龐大的系統分解成很多規模、耦合性較小的模塊來一一實現。模塊化思想在產品的整個生命周期內都能起到積極的作用，包括產品的設計和生產，再到銷售和售后服務。這當中每一個環節，都可以通過對模塊化思想的把握和利用，來避免重復勞動，提升標準化，最終達到降低成本、提高效益的目的。而對于模塊化思想在地鐵車輛電氣布線方面的應用，則主要體現在以下兩個方面：

1.1功能區域劃分

在進行電氣布線功能區域劃分的時候，要充分結合對電氣機械的設計來進行，除了牽引變流器、空調控制柜等大型電氣設備以外，還要獨立劃分出高壓箱、中低壓箱和電氣柜等區域。各個功能區域中的布線要相對獨立，區域之間則通過全車布線槽中的線束來進行連接。對于電氣系統中的各個電器元件，不僅要定義其所屬系統，也要定義其所處位置。只有將電器元件的空間位置準確、合理的進行定位，才能更好的發揮地鐵車輛模塊化電氣布線的效果和優勢。

1.2線束化

在進行線束設計時，要注重兩項信息：各類電器元件的接線端子及連接器所處的位置和連接清單。技術人員根據以上信息，結合布線過程中需要避開的部分，以及布線的美觀性和節約型，設計出三維的線束。而后，根據現場觀察布線需要，再將三維線束展開，形成平面線束，并根據其繪制線束模版。工人只需按照線束模版就可以進行線束的生產工作，不需要依賴于現車也能達到合格標準。

每個功能區域越獨立，區域之間相互的影響就越小，避免了相互干擾的情況。而線束化的實現，則避免了電氣布線的前期工作與車體的制造、裝配等工作之間的沖突和影響，也避免了不同功能區域之間的布線影響。

2.電氣布線的電磁兼容性

隨著地鐵車輛功能上的增加，對電氣系統的要求就越來越高，使得地鐵車輛的電磁環境也越來越復雜。所以在進行電氣布線設計的時候，要充分考慮到電磁兼容性的問題。電磁干擾產生的主要因素有干擾源、傳輸路徑和干擾對象。而電氣布線主要是通過將電磁干擾的傳輸路徑削弱或直接切斷，來解決電磁兼容性的問題。具體的實現方法主要有以下兩點：

2.1電纜分級

電纜分級就是根據不同的干擾強度和敏感程度，將電纜分為不同的等級，等級越低，其干擾強度就越低，敏感程度則越高。然后將這些電纜按照不同的等級，保持一定的距離，或者布于不同的線槽之中，這樣就能有效的避免電纜之間的干擾耦合度。

2.2屏蔽

屏蔽分為兩種情況：一種是避免外界對自身產生的電磁干擾。另一種是避免自身對外界產生電磁干擾。要實現屏蔽，可以采用金屬軟管護套、金屬線槽或電纜自帶的屏蔽層。

另一方面，屏蔽體的接地部分的質量，將直接影響屏蔽的效果。通常，對于共模干擾敏感的電纜，應采用單點接地法。因為如果有多個接地點的話，之間的電位差會使屏蔽體中產生電流，這股電流會在電纜中產生電動勢，從而使電纜傳輸的信號失真。

3.電氣布線的安全性

地鐵車輛是交通運輸車輛，是載人的交通工具，所以，在進行電氣布線時，除了要考慮設備之間的影響之外，還應當考慮到駕駛人員、維護人員和乘客的安全。從地鐵車輛電氣布線的角度考慮，能夠給人身安全造成威脅的，主要是火災方面的原因。而引起火災的原因比較復雜，主要包括電纜過載過熱和電氣線短路。

3.1電纜過載過熱

當電纜處于過載狀態的時候會發熱，這種現象比較常見。但是如果在發熱時溫度升的太高，則很可能引起火災。即便沒有引起火災，也會加速電纜絕緣層的老化。而要解決電纜過載過熱的問題，首先要確定電纜中經過的電流的大小、設計溫度、敷設類型、設計壽命、持續工作時間等，然后根據這些因素，計算出等效的電纜電流。確定了等效電流，再根據相關標準對比計算，就可以得出電纜的橫截面積。只要確保電纜的橫截面積足夠大，就可以減少或者避免電纜過載過熱的情況。

3.2電氣線短路

電氣線短路的最主要原因，除了接觸不良和虛連之外，最重要的就是電纜的絕緣損壞或失效。造成這一結果的主要原因分為割傷、受力和老化。

3.2.1電纜絕緣層割傷或破損

可能導致割傷的原因是電纜的絕緣層和車輛中的金屬銳邊和銳角相互接觸，或者由于固定不牢固、來回晃動造成的與車內其它物體相互摩擦所造成的。所以，在電氣布線的過程中，要合理的設計和選擇布線路徑，避開金屬的邊角，或在金屬邊角上加墊緩沖物，同時嚴格的對電纜線進行固定，避免其與車內物體摩擦。

3.2.2受力過度

不合理的受力也會導致電纜線絕緣層的破損或者斷裂。這主要是由于電纜的過度彎曲或拉伸造成的。每種電纜都有其最小的設計彎曲半徑，如果彎曲程度超過最小彎曲半徑，很有可能會使是電纜線絕緣層破裂或折斷。所以，在布線過程中需要進行轉彎的時候，要充分考慮到電纜的最小彎曲半徑，同時也要考慮到熱脹冷縮的因素。

3.2.3電纜線絕緣層老化

正常情況下，電纜線的絕緣層老化的速度是十分緩慢的，而在其使用壽命范圍內，其各種功能都是符合安全標準的。但是一些特殊情況，如電纜長時間過載過熱、接觸其它化學物質等，其絕緣層的老化速度將大大加快。隨著電纜線絕緣層的逐漸老化，它就會變得硬而脆，極容易破損或斷裂。因此，一定要做好對電纜線的保護工作，以延長電纜線的使用壽命。

4.總結

地鐵車輛的電氣布線是一個整體性的施工過程，布線效果的好壞直接影響著車輛電氣系統的運轉，從而關系到這個地鐵車輛的性能。只有在電氣布線過程中充分的考慮到每一個細節，不斷開發和完善電氣布線的工藝和技術，才能保證地鐵車輛電氣系統的性能，保障車輛的順利運行。