軌道交通中的電氣自動化布線方式分析

王亮　楊朝青　杜振濤

摘 要：文章分析了軌道交通中電氣自動化布線應當遵循的幾大原則，同時圍繞電氣自動化布線模塊化思想、電氣自動化布線電磁兼容性等方面對軌道交通中的電氣自動化布線方式進行分析探討。旨在按要求遵循電氣自動化布線原則，維護軌道交通運營的安全與穩定。

關鍵詞：軌道交通；電氣自動化；遵循原則；布線方式

中圖分類號：U270.381 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）04-0065-02

1 剖析軌道交通中電氣自動化布線應遵循的基本原則

1.1 遵循安全可靠性原則

大多數時候，城市軌道交通屬于動力分散式車輛類型，針對此類型車輛在敷設管線時，應考慮到乘客安全性，因而在具體設計時應添加一些防護設備。所選電纜應在BS6853-Ib等級以上，相應的防火等級也需滿足國家規定與行業要求。結合已有經驗，使用在軌道交通中的電線電纜溫度承受力應在125℃以上，且用于制作電纜的材料應全部使用無鹵低煙耐火電纜或者無鹵低煙阻燃電纜。除此之外，發熱設備需同電纜束之間保持足夠距離，尤其是高壓電器線路應確保其良好的絕緣性，務必確保設備安裝穩定性，即便是受到強大沖擊力影響而發生移動，也不會影響整個軌道交通運營。值得一提的是，還應做好防松措施，確保其運營安全和可靠。

1.2 遵循車內空間最大化原則

軌道交通管線與設備安裝環節，還應考慮到車輛剩余空間最大化，目的在于為乘客盡可能的創造出更大活動區域，因此在具體布置環節，除了盡量降低噪聲影響，考慮乘客視覺感受外，還應便于司機操作，諸如：布置一些易于觀察的信號和儀表等。于城市軌道交通而言，電纜布線、線纜校對、絕緣耐壓、管線槽、電纜下線和線號打印等均是需要考慮的內容，且在具體布線環節，無論是哪一工序出錯均會影響到整個車輛運營安全。

1.3 遵循重量平均分配原則

據了解，在相同一個單元之中，雖車輛不同但承擔的重量卻是相同的，此情況有利于實現車輛制動力與牽引力，可以維護車輛運營平穩性；而在相同一輛軌道交通中，應采取對稱分布的方式，即遵循重量平均分配原則，有助于減少或抑制偏載現象出現的概率。

1.4 遵循經濟性原則

設備安放，除考慮到車輛空間大小外，還應確保使用電纜的平直性，防止存在迂回情況，盡可能的的選擇模塊化操作方式，在縮短工作時間的基礎上，還有助于節約經營成本。

1.5 遵循安裝與維修方便性原則

在實際的軌道交通電氣自動化布線操作中，應盡量選擇模塊組裝方式，這一方式在操作性能方面表現良好。加之車輛在運行環節會應用到這樣或那樣的設備，因而預留一定維修空間非常有必要，諸如：輔助電路、控制信號電路、車輛主電路和控制電路等，此外還應配置一些專用故障報警器。

2 解讀軌道交通中的電氣自動化布線方式

2.1 全面遵循電氣自動化布線模塊化思想

所謂模塊化思想，主要是按一定規律或要求分解體積龐大且構成復雜的系統，使其形成多個小規模，小耦合性的模塊。據了解，在軌道交通整個生命周期中均涉及到模塊化思想，即從設計—工藝—制造—開拓市場—售后服務結束等一系列過程均會涉及到模塊化思想。每一環節均能夠在模塊化思想的利用下避免出現重復勞動的情況，并且還利于各功能實現標準化，最終起到效率提升，成本降低，利于升級與維護的目的。

其中，于電氣自動化布線來講，模塊化思想最為明顯的特征在于線束化與功能區域劃分。首先針對第一個特征，需要在電氣機械化設計理念的應用下展開，除了大型且獨立的空調控制柜和變流器等電器設備外，還能劃分出車端電器柜、高壓箱和中低壓箱等功能區域。各個區域的內部布線相對獨立，且各功能區域間需在整車布線線槽的利用下連接不同等級的線束，基于此在電氣原理設計環節便需要圍繞這一工藝進行分析與考慮。針對電氣原理圖之中涉及到的電器元件，除了需了解其主要構成（如：門控系統、牽引系統和制動系統）外，還需對其所處在的空間區域內的電器有所了解，如：車下高壓箱、司機室隔墻電器柜和二位端電器柜等。需注意的是，元器件空間位置布置的是否合理在很大程度上影響著各個功能區域所展現出的獨立程度，且還直接決定了電氣自動化布線所展現出的模塊化效果。

2.2 充分了解電氣自動化布線的電磁兼容性

軌道交通中涉及到的電氣功能越來越多，車輛電磁環境隨之變得復雜，而這便要求在電氣自動化布線設計時，應對其電磁兼容性有所了解。

結合已有經驗，干擾對象、干擾源和傳輸途徑共同構成了電磁干擾三要素，單單對布線工藝設計而言，其主要是經由削弱電磁干擾或者掐斷電磁干擾的形式來講電磁兼容性問題解決，但大多數時候，另外兩個要素均不是布線能夠決定的。無論是削弱還是掐斷電磁干擾的傳輸途徑，均需要使用到電纜分級與屏蔽等方式。

所謂電纜分級實際上指的是按照不同敏感度和干擾強度將電纜分成若干個等級，不同等級間的電纜需保持足夠距離，或者在敷設不同電纜時，應盡可能的便出現干擾耦合問題。諸如：按需把電纜劃分成5個等級，其中級號越小所代表的干擾強度就越低，相應的敏感程度越高（如表1）。

一般情況下屏蔽可分兩種情況進行分析。第一種是防止自身對外界產生干擾，諸如：牽引電機電源線等；第二種是防止外界干擾到電纜，諸如：低壓信號線。在實際的軌道交通電氣自動化布線操作中針對屏蔽方式的選擇，應圍繞電纜本身帶有的屏蔽層、金屬線槽和金屬軟護套管等內容進行分析與選擇。屏蔽體接地設計的質量直接影響到屏蔽的效果，也是工藝設計中的一大難點。

一般來說，對共模干擾敏感的電纜宜采用單點接地，因為多個接地點間的電位差會在屏蔽體中形成電流。該電流會在電纜兩端產生感生電動勢，從而使電纜中的信號失真。

2.3 科學把控電氣自動化布線安全性

城市軌道交通大多為載人專用，那么在具體的電氣自動化布線環節，除了考慮基本的設備安全外，還應當考慮到乘客、設備管理者與維護人員的生命安全。單從乘客安全的角度進行考慮電氣自動化布線，便需要圍繞觸電與火災等內容進行。

查閱大量文獻資料可知，電纜過載連續發熱會在短時間內迅速提高溫度，進而便會引發火災問題，即便在某些時候未立即造成火災，也會因溫度快速升高而加速絕緣層老化。為將電纜過載發熱等類問題解決，第一步要做的便是分析電纜預期運行的環境溫度、持續工作時間、流過電流I的大小、預計壽命和敷設類型等，隨后再結合這些問題將等效電纜電流Ic大小確定出來。

Ic=

上式之中，K1為預期環境溫度修正系數；

K2為敷設類型修正系數；

K3為預期電纜壽命修正系數；

K4為不持續工作時，短時間內電流修正系數（持續性工作時，K4等于1.0）。

其中K1、K2、K3、K4等的值均能按照具體情況一一對照標準中的表格與公式進行分析，即利用查表與計算等方式獲得答案。當確定出Ic的值后，再依次對照表中情況進行查表與圓整，進而便能將電纜截面積確定出來。一般來講，只需要知道電纜截面積，便能有效防止出現電纜過載發熱情況。值得一提的是，電纜絕緣層發生破壞的原因大致有三種，即老化、割傷和應力。

3 結語

綜上所述，軌道交通隨社會逐漸發生而逐步獲得完善，而文章主要闡述的是軌道交通中的電氣自動化常見的幾種布線方式，通過對電氣自動化布線應遵循的幾大原則出發，結合已有經驗，從布線模塊化思想和電磁兼容性等方面對布線方式進行分析探討。

參考文獻

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