城市軌道交通車輛電氣配線系統設計研究

陳亞民

摘 要：對城市軌道交通而言，車輛電氣配線系統可謂是保障車輛乃至整個軌道交通體系正常、穩定、高效運行的基礎，故而加強對其的設計十分有必要。本文將從整體電氣設備配備設計、電氣設備布線設計及注意事項等方面，對城市軌道交通車輛電氣配線系統設計展開探討，但愿能為城軌交通運輸事業發展起到些許幫助。

關鍵詞：城市軌道交通車輛;電氣配線系統;設計

軌道交通車輛電氣配線系統直接關系到車輛運行性能、穩定、可靠、安全等，是保障軌道交通運輸事業穩定發展的重要基礎。車輛電氣配線系統設計受多方面因素影響，如整車結構、運行環境、性能要求、施工及檢修維護等，整體設計難度較大，但凡其中任一環節存在問題，都可能導致系統穩定性受影響，進而威脅城市軌道交通安全，必須對其進行科學設計。

一、城市軌道交通車輛電氣配線系統的整體電氣設備配備設計

（一）電氣設施設備結構

對軌道交通車輛電氣配線系統電氣設施設備結構的整體設計而言，一定要以保障系統集中、緊湊為基礎設計原則，從而適應空間有限的車輛。對此，應當優先考慮和設計主要設備與大型設備，通常將這些設備設計在車輛下部，或者將它們進行隔離，以免它們占據大量車輛空間并影響車輛功能。針對部分噪聲和振動較大的電氣部件，也應當遵循這一設計原則，以免對乘客造成影響。另外對功能性、舒適性的電氣設備，則應當對整個列車進行全面考量，基于列車系統進行合理布置，盡量充分發揮這些電氣設備的作用。譬如水和衛生系統這種服務性的電氣設備，一般置于列車兩端，既方便乘客使用，也不影響乘客乘坐舒適性。

（二）電氣設備設置

在對電氣設備進行設置時，應當從多個方面進行綜合考慮，合理規劃，高效配置。首先需要從整體上進行統籌規劃，綜合考慮系統設置要求以及車型特點，將功能類似的車輛進行組合，同時對車輛進行模塊化分區，從而實現系統化、標準化管理。分線裝置作為車輛電氣配線系統設計的關鍵，需要確保各裝置被科學設計于車輛合適位置，包括車上、車下、車前、車后等，如電力和控制連接器設置在車端位置，配電盤設置在車上位置。另外還需要合理設計走線路徑，既要確保走線滿足系統運行要求，同時還要保證美觀、安全和質量。首先根據車輛結構、配線要求等，在車輛上設計專用的線槽、線管、走線支架等，用于規范走線路徑，而且需要確保這些走線基礎結構不存在傷線隱患。對走線路徑上的結構、配件表面進行加工處理，主要是進行圓滑作業施工，確保不會對線纜以及人員造成傷害。而且在走線路徑設計時還應當對路徑上及周圍的防護區域防護措施進行明確設計，以免走線施工過程中對車輛系統造成影響。另外電氣接線連接方式的設計也十分重要，在實際設計時應當以功能要求為基礎，并對各種實際情況進行合理設計。如果需要應用接線端子，則需要以電流大小、進出線數為基礎合理選擇接線端子，以保障質量和減少型號為重要設計原則。如果是對電氣箱、控制箱以及各種柜臺和被控制設備進行連接，通常需要選用接線端子排或者工業連接器，而且應當充分考慮后者在線路校對、耐壓試驗方面的優勢。在進行接線端子、連接器等的選型設計時，應當以技術性能為基礎，以車型配件互換為參考，盡量不選用同種異型端子。

（三）電氣走線結構和功能空間

電氣走線結構直接關系到整個電氣配線系統的運行穩定與可靠，更關系到整個軌道交通車輛的結構合理性，必須進行合理設計。在實際設計時一般選用封閉式線槽結構，同時基于配線電壓等級對高壓、低壓回路線槽進行科學設計。另外還需要對電氣配線系統的功能空間進行合理設計，包括安裝、操作、防護和密封、觀察檢查等功能，從而更好的支持電氣配線系統設計、安裝、檢修與維護。

二、城市軌道交通車輛電氣設備布線設計

（一）電線槽布線設計

使用電線槽作為布線設計的基礎，具有隱藏線路、保護電線、節約空間、施工簡單、管理方便等優勢，而且在實際設計時通常將其設計于車下位置。根據配線設計要求以及車輛材質，可以合理選擇鋁質或者鋼質電線槽。其中前者質量更輕，隱藏線路作用更佳，不過成本也更高，多用于空間較大區域;而后者由于易變形性良好，能夠用于較小空間，安裝更為靈活。為了避免線路耦合，應當盡量將不同性質、不同受壓線路加以隔離。至于電線槽的尺寸，可以直接通過電線數量及電線橫截面積進行計算，另外在有必要時還可以對橫截面進行變形處理，從而更好的滿足電線槽布線需求。

（二）電線管布線設計

電線管與電線槽的作用基本一致，只不過前者美觀性稍弱，但是更便于維修。為了減少車輛重量，城市軌道交通車輛上的電線管多為鋁質線管。電線管設計應當以緊湊為重要原則，同時對館內電線電纜空間位置進行合理布置，在需要將電線管和車下電氣設備相連時可以設置分線箱。

（三）分線箱布線設計

分線箱同樣有鋁質和鋼制兩種，在城市軌道交通車輛電氣配線設計中通常選用鋼制分線箱。根據實際需求，可以設計出不同形狀的分線箱，不過通常設計為長方體。在設計分線箱尺寸時需要綜合考慮電線電纜橫截面積、數量、借口空間、檢修空間等因素。另外在車鉤與轉向架周圍設置分線箱時，應當將其與前二者的距離嚴格控制于9～12cm范圍內。

三、城市軌道交通車輛電氣配線系統設計注意事項

（一）全面做好相關防護工作

在進行電氣配線系統設計時，出于安全考慮一定要全方面做好相關防護工作。首先應當加強接地保護，保障接地安全。通過合理設計線路，對匯流箱、配電盤等需要進行接地保護的電氣設備進行有效保護。其次需要適當隔離設備與線路。當設備和線路相距較近時，為了避免信號耦合、干擾等情況，需要利用隔離器加以隔離。針對噪聲大的設備，也可在有需要的情況下對其進行隔離。另外還需要做好軌道交通車輛電氣配線系統的防火保護、耐寒耐熱等保護工作。

（二）做好電氣配線測試工作

在進行軌道交通車輛電氣配線系統設計時，應當對相應的電氣配線測試方法加以確定，從而在系統建設結束后及時進行測試，確保系統穩定、可靠運行。傳統電氣配線測試方法主要是采用校線儀進行手工測試，效率較低，同時容易因為人為因素影響測試結果可靠性。對此，可以在設計時便可以對章魚試驗法的試驗內容，試驗設備，以及包含導通測試、絕緣耐壓測試、電阻測試及二極管與繼電器測試在內的試驗方法加以規范化設計，實現對電氣配線的自動化測試。

四、結束語

綜上可知，車輛電氣配線系統是城市軌道交通系統中的重要組成部分，對整個系統的穩定、可靠運行有著巨大影響。從設計處入手，全面加強和優化軌道交通車輛電氣配線系統設計，同時結合時代、軌道交通運輸事業、信息技術、電氣配線技術等的發展，不斷完善設計，是確保城軌交通系統正常高效運行的有效手段。

參考文獻：

[1]陳常江，董力群.電動車組電氣配線工藝設計系統開發關鍵技術研究[J].機械管理開發，2012（01）：71-73.

[2]邸建財，王欣，孫玲玲.章魚試驗法在軌道交通車輛電氣配線測試中的應用[J].城市軌道交通研究，2019（2）：120-122.