地鐵屏蔽門接地淺析

裴 偉

（貴陽市城市軌道交通有限公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

地鐵屏蔽門安裝在站臺邊緣，乘客上下車時，接觸到車身外殼和屏蔽門是無法避免的。為了保證乘客上下車的安全，我國大部分地鐵運營線路都對屏蔽門進行了絕緣安裝，有的線路還將屏蔽門與軌道連接起來。然而，由于施工、環境等因素的影響，屏蔽門的絕緣極易失效，輕者屏蔽門結構對相鄰的金屬構件“打火”，乘客安全無法保障。嚴重的話，如果等電位連接在屏蔽門絕緣失效后任然繼續，雜散電流將通過屏蔽門串入地鐵線路，對沿線框架結構鋼筋和金屬管線的壽命及運行的穩定性帶來影響，可能造成重大的安全事故或經濟損失。

1 屏蔽門絕緣失效原因分析

1.1 絕緣材料選擇不當

國家明文規定地鐵的絕緣性需要在0.5MΩ以上，如果使用的絕緣材料不符合國家標準，不僅會導致屏蔽門絕緣失效，還會影響屏蔽門的整體壽命。

1.2 絕緣結構設計不合理，

絕緣間隙和爬電距離過小，導致絕緣失效。屏蔽門與軌道等電位連接后，在地與地之間產生約120V的電位差。絕緣間隙和爬距應根據電位差、空氣濕度、材料絕緣性能等參數確定。

1.3 環境因素

因地鐵洞體含有大量粉塵，日積月累會附著到絕緣件表面，另外，地下車站環境潮濕，在雨天，屏蔽門的絕緣電阻值容易降低或容易引起絕緣失效。且另外，列車停站時，車輛底部及上部有大量熱能排出，會使屏蔽門與車站建筑結構之間的絕緣體變軟，還有絕緣材料長期受地鐵電磁場的影響，產生的離子弧和離子運動將嚴重侵蝕絕緣材料，降低其絕緣性能。

1.4 施工因素的影響

施工工序不合理。一般情況為屏蔽門施工完成后其它專業才進場，屏蔽門在絕緣地板施工過程中可能會有絕緣粘塵、絕緣帶與門檻間隙過小、其它設備與屏蔽門間隙過小、絕緣間隙有異物等情況出現，這些都會導致絕緣門絕緣不良。安裝的過程中，任何外部設備或材料與屏蔽門搭接，甚至門檻下混凝土碎料清理不徹底，也會使絕緣不徹底。

1.5 其它因素

清潔過程使用的清潔劑部分帶有腐蝕性，會影響屏蔽門的絕緣性能；絕緣子老化導致的絕緣性能下降也是不可避免的。

2 屏蔽門絕緣及安全解決方案

根據《地鐵設計規范》及相關IEC標準，人體直流安全電壓按120V考慮是可行的。當屏蔽門絕緣狀況不理想時，雖然人身安全沒問題，但還是可能被電擊或電麻的感覺，嚴重影響乘客乘坐的舒適性。我們試行屏蔽門與軌道未進行等電位連接，經過一段時間的測量數據分析和運行分析，再結合別的地鐵站的設計做對比研究，證實對乘客乘車的安全影響較小，因此屏蔽門與鋼軌不作等電位連接是可行的。可以在屏蔽門與鋼軌之間安裝電流或電壓檢測裝置，當檢測到異常時，軌道自動連接到車站接地網，以將軌道電位降低到安全電壓。

鋼軌和屏蔽門等電位連接時，鋼軌電位傳導到屏蔽門，乘客接觸到屏蔽門相當于在乘客和地之間加上了一個電壓（即鋼軌電位）。在這種情況下，屏蔽門必須絕緣安裝，根據前面的分析，絕緣電阻不能小于0.25 MΩ。這種絕緣不單是指地面，還包括側面和頂面。

2.1 屏蔽門非絕緣安裝（方案一）

屏蔽門非絕緣安裝：屏蔽門土建站臺板及土建頂梁間不做整體絕緣設計與安裝（如圖1所示），只對屏蔽門本體做局部絕緣處理，其結構與大地直接連通。

需要采取絕緣的區域包括：門檻板、立柱裝飾板、門楣、滑動門、后封板等。同時，車輛的相應區域也必須進行絕緣，以避免屏蔽門的絕緣保護失效，這樣才能保證乘客的安全。

圖1 屏蔽門絕緣防護區域示意圖

2.1.1 門檻板的絕緣防護

門檻板的防護重點是滑動門和應急門的門檻板，其防護形式有如下兩種：

⑴ 碳鋼板支撐加絕緣防護層

用Q235碳鋼板支撐門檻板，確保屏蔽門和門檻板的整體鋼結構的強度，并在表面覆蓋一層尼龍、絕緣橡膠等絕緣材料，既能絕緣又能防滑作用，更進一步保證乘客的安全。表面絕緣材料為了區別功能區域可以選擇不同的顏色。該結構形式須重點關注表層絕緣材料的各項性能是否符合地鐵相關規范要求，如：絕緣性能、耐磨性能、耐老化性能，防火性能、阻燃性能等。另外絕緣材料的可維護性也必須提前考慮，這樣更加有利于絕緣層的后期維修和更換。

⑵ 門檻整體絕緣材料的選擇

門檻板整體都要選擇工程塑料、尼龍等絕緣性能好的材料，同樣也要考慮門檻的整體剛度、可加工性、耐磨性、耐老化、防火性等各項性能是否符合規范要求。還可以在門檻表面使用嵌入蝕刻（或沖壓）不繡鋼板，這樣外觀很有金屬質感，也更耐磨。

2.1.2 立柱裝飾板的絕緣防護

乘客在乘車過程中極易碰到屏蔽門兩側的立柱裝飾板，因此立柱裝飾板裝一定要重點作絕緣防護，可以整體采用絕緣材料，并在其表面噴涂絕緣層。

2.1.3 門楣的絕緣防護

在乘客上下車時，碰到立柱、門檻的幾率較大，乘客觸摸和外物磕碰到門楣的幾率較小，因此可做內襯碳鋼板，外噴絕緣層或透明絕緣薄膜的處理。這樣可使門楣與周邊其它結構的整體外觀顏色一致，保證了屏蔽門的整體美觀。

2.1.4 滑動門的絕緣防護

乘客在乘車過程中最易觸摸到的就是滑動門門框，也最容易被其產生的電壓差傷害，且滑動門被外物磕碰的幾率較高，故應重點做好絕緣防護。而玻璃屬于絕緣體，門框才是最需重點防護的部位，可采用噴涂絕緣層、門框外表面粘貼絕緣防護薄膜等形式進行絕緣處理。

2.1.5 后封板的防護

被乘客碰觸后封板的概率較低，可采用碳鋼板內襯，外噴絕緣漆、絕緣烤瓷?？墒蛊帘伍T集中接地，滑動門絕緣隔離，既能保障乘客的乘車安全，也減少了雜散電流對車站建筑結構的腐蝕。

2.2 屏蔽門絕緣安裝（方案二）

屏蔽門對大地絕緣安裝，絕緣電阻大于0.25MΩ，但不與鋼軌等電位連接，即屏蔽門懸浮安裝，屏蔽門與列車間的位置及電位如圖2所示。

圖2 方案二 屏蔽門與列車位置及電位關系

該方案雖然不能完全避免特殊情況的出現，但是絕緣失效對乘客安全的影響非常小。因為地鐵是一項公共安全工程，乘客的安全第一才是最重要的。因此，確保絕緣符合標準，保持長期有效性是其技術重點。所以要做好以下幾個方面：⑴ 嚴格施工管理。，對乘客可能觸及的區域，都進行有效的二次絕緣防護。⑵ 安排好屏蔽門與相關專業間的施工工序，并做技術交流。⑶ 在屏蔽門與鋼軌之間安裝電流或電壓檢測裝置。將臺邊緣距離屏蔽門1m左右的范圍內設置為絕緣區域，可以避免乘客同時觸及站臺和列車，產生跨步電壓差，危及乘客安全，做法是在站臺裝飾層下鋪設絕緣層，或在裝飾層上鋪設絕緣地板，實現屏蔽門體與地面的絕緣。

3 結論

地鐵運營線路屏蔽門受到施工和周圍環境的影響，存在絕緣效果較差以及絕緣失效的問題。繼續將屏蔽門等電位連接到軌道容易導致牽引回流通過屏蔽門。影響車站金屬結構、屏蔽門結構、電氣系統的壽命和運行穩定性，也容易導致火災等危險現象的發生，從而影響地鐵的安全運行。本文結合現場研究、測量數據分析和方案分析，建議屏蔽門和軌道不使用等電連接。為避免乘客跨步電壓，目前的絕緣帶區域應繼續作絕緣設計。