地鐵屏蔽門絕緣問題分析

顧雷 陳肖

摘 要：文章主要針對當(dāng)下的地鐵屏蔽門絕緣問題進(jìn)行研究與分析，目前國內(nèi)地鐵屏蔽門基本均采用絕緣設(shè)計(jì)，并將門體與軌道等電位連接，避免因列車車體與安全門間可能會出現(xiàn)的電位差給上下車的乘客造成危害或帶來不適。然而，受施工工藝、潮氣環(huán)境、金屬灰塵等因素影響，絕緣極易失效，帶來火花放電、雜散電流影響安全門壽命等不良后果。根據(jù)產(chǎn)生的故障現(xiàn)象分析出問題發(fā)生的原因，及時進(jìn)行改善與維護(hù)，更好的保證地鐵屏蔽門的絕緣安全。國內(nèi)地鐵站站臺屏蔽門絕緣要求達(dá)到0.5MΩ，目前地鐵站屏蔽門絕緣都達(dá)不到0.5MΩ的設(shè)計(jì)要求。基于此，屏蔽門在地鐵運(yùn)行過程中發(fā)揮的作用，提出了地鐵屏蔽門絕緣問題的改善和優(yōu)化方案，以進(jìn)一步提升地鐵系統(tǒng)的性能，滿足人們的日常安全出行需要。

關(guān)鍵詞：地鐵屏蔽門;絕緣問題;處理方式;絕緣電阻

1 概況

1.1 課題研究的意義

隨著我國科學(xué)技術(shù)和城市化快速發(fā)展，選擇軌道交通來改善交通條件已經(jīng)成為城市建設(shè)重要的特征和發(fā)展趨勢。從地鐵首次應(yīng)用屏蔽門系統(tǒng)開始，屏蔽門系統(tǒng)在節(jié)能、改善地鐵車站站臺區(qū)候車環(huán)境和提高城市軌道交通系統(tǒng)安全性等方面取得的成效已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可，這也是屏蔽門系統(tǒng)技術(shù)在國內(nèi)城市軌道交通系統(tǒng)中得到推廣和應(yīng)用的原因。

1.2 現(xiàn)行處理方式

國內(nèi)地鐵管理部門及時提出處理方式，例如：1）做好施工過程屏蔽門絕緣材料的成品保護(hù)，施工過程中避免二次污染，并加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督和檢查;2）合理設(shè)置屏蔽門安裝施工過程中的絕緣強(qiáng)度監(jiān)控點(diǎn)及日常監(jiān)控;3）協(xié)調(diào)好屏蔽門與接口單位的施工順序;4）對存在的問題及時協(xié)調(diào)、落實(shí)、整改等。通過逐層把控絕緣下降或失效問題從而得到改善，防止造成傷害或是財(cái)產(chǎn)上的損失等。

2 絕緣門的作用

2.1 屏蔽門絕緣安裝的目的

地鐵屏蔽門絕緣安裝的主要目的有兩個：一是保護(hù)人身安全，當(dāng)乘客或是其他人員接觸屏蔽門金屬部件時不會發(fā)生觸電等傷害;二是盡量隔斷雜散電流的通路。

2.2 地鐵屏蔽門的絕緣標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)地鐵運(yùn)行的相關(guān)規(guī)定能夠看出，地鐵對于屏蔽門的絕緣水平要求非常嚴(yán)格。《城市軌道交通站臺屏蔽門系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》CJJ183-2012中明確指出，“4.4.8當(dāng)采用鋼軌作回流軌時，應(yīng)與鋼軌進(jìn)行等電位連接，等電位連接應(yīng)符合下列規(guī)定：正常情況下人體可觸及的屏蔽門金屬構(gòu)件應(yīng)與土建結(jié)構(gòu)絕緣，單側(cè)體與車站土建結(jié)構(gòu)之間的絕緣電阻在500VDC下不應(yīng)小于0.5MΩ。”同時在屏蔽門的安裝中一定要注意其中的連接線金屬部位一定要使用線纜進(jìn)行連接，保證屏蔽門的周圍都能夠達(dá)到要求電位，還需要注意在與鋼軌連接中一定要保證連接孔電位與屏蔽門之間的電位相同。與此同時，在站臺旁邊需要建立規(guī)定寬度的安全地帶，或稱之為絕緣帶。

2.3 地鐵屏蔽門絕緣失效的危害

當(dāng)屏蔽門絕緣強(qiáng)度偏低時，屏蔽門就會向接地體放電，發(fā)生打火現(xiàn)象，使車站站臺存在嚴(yán)重火災(zāi)隱患的風(fēng)險(xiǎn)，嚴(yán)重影響車站及周邊設(shè)備的安全。在乘客上下車時存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。某地鐵2017年至2018年統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)屏蔽門多次發(fā)生打火現(xiàn)象，火勢較之前有擴(kuò)大趨勢，打火部位呈現(xiàn)多樣化。

3 地鐵屏蔽門中的絕緣問題

3.1 屏蔽門系統(tǒng)安裝工藝缺陷

地鐵建設(shè)與運(yùn)行規(guī)定中將屏蔽門絕緣的要求制定得非常詳細(xì)，但是在實(shí)際的運(yùn)行中很多地區(qū)的地鐵絕緣性不能達(dá)到要求值。國家明令規(guī)定地鐵的絕緣電阻需要達(dá)到0.5MΩ以上，這樣才能做到真正的絕緣。但是很多地鐵在建設(shè)之初，難以達(dá)到實(shí)際的要求，其原因包括所使用材料的影響，以及施工工藝等方面的影響造成的建設(shè)誤差。

3.2 施工階段的因素

相關(guān)報(bào)道上經(jīng)常登出地鐵屏蔽門出現(xiàn)打火現(xiàn)象，這種現(xiàn)象不僅會對地鐵造成嚴(yán)重傷害，還會引發(fā)火災(zāi)，造成財(cái)產(chǎn)與生命的傷害。產(chǎn)生這種問題主要是因?yàn)樵谶M(jìn)行建筑施工的過程中沒有很好的對屏蔽門建設(shè)進(jìn)行控制，其中的絕緣強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)，或是在建設(shè)的過程中沒有注意到屏蔽門的絕緣性，再者是因?yàn)榈罔F建設(shè)的地點(diǎn)或是環(huán)境的影響，導(dǎo)致絕緣性質(zhì)下降。列舉如下：

（1）施工環(huán)境惡劣：施工階段現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜，施工時隧道內(nèi)的灰塵和濕度都較大，不可避免地使絕緣材料受到灰塵、水等異物污染，各部分雜質(zhì)混雜的附著在絕緣部件上導(dǎo)致絕緣破壞。如圖1。

（2）施工工序安排不科學(xué)：很多城市地鐵建設(shè)時期，屏蔽門施工完成后其他專業(yè)才進(jìn)場施工，導(dǎo)致低絕緣電阻設(shè)備、物體、線路接觸屏蔽門。

（3）安裝過程中存在問題：每側(cè)站臺屏蔽門設(shè)備的下部與土建之間存在上百個連接點(diǎn)，上部更是與站臺結(jié)構(gòu)、支撐件、風(fēng)管、導(dǎo)向指示牌等均存在連接或接觸的可能性。在安裝過程中，只要有一點(diǎn)受到外部設(shè)備或材料搭接，甚至門檻底部未清理徹底的垃圾均有可能造成屏蔽門絕緣不達(dá)標(biāo)。

3.3 運(yùn)行階段的因素

地鐵開始運(yùn)行之后對地鐵屏蔽門絕緣性的影響及帶來的絕緣性問題包括以下三個方面：

（1）地鐵隧道環(huán)境條件差，列車運(yùn)行過程中活塞風(fēng)吹起灰塵，對屏蔽門的絕緣性造成嚴(yán)重的傷害。同時部分地下站濕度較大，屏蔽門上經(jīng)常可見水霧嚴(yán)重影響屏蔽門絕緣值。

（2）站臺地面的清潔工作不規(guī)范，清潔作業(yè)用水沖洗地面，使用帶有腐蝕性的清潔劑等行為，均有可能破壞屏蔽門的絕緣。

（3）屏蔽門上下絕緣部件因長期受潮、振動、灰塵等外部環(huán)境因素影響出現(xiàn)老化、破損，導(dǎo)致絕緣性能下降，在軌電位過高的情況下容易引起絕緣擊穿。

3.4 屏蔽門絕緣問題排查要點(diǎn)

屏蔽門絕緣排查要點(diǎn)及要求如下：

（1）排查間距：屏蔽門蓋板與頂部裝飾金屬間距，檢查清理門體附近的異物。

（2）排查等電位線：排查等電位線連接是否完好牢固;是否存在破損;等電位線之間是否存在電壓差;屏蔽門與軌道是否存在電壓差。

（3）排查端門立柱、蓋板與端墻間隙：檢查絕緣間隙的寬度，清理搭接位置或塞入絕緣墊片進(jìn)行隔離。

（4）排查蓋板固定情況：蓋板安裝是否牢固;蓋板與頂部裝飾結(jié)構(gòu)間隙，是否存在搭接等情況。

（5）排查下部支架絕緣、粉塵：下部支架與門檻之間是否有絕緣墊，是否存在絕緣墊潮濕、粉塵砂石情況。

（6） 排查端門與整側(cè)門立柱及裝飾條絕緣處理：端門及立柱接地絕緣情況，端門與整側(cè)門立柱之間絕緣部件（膠條、絕緣層）。

（7）排查絕緣分段：根據(jù)圖紙，找到每側(cè)門絕緣分段位置，檢查橫梁、門機(jī)梁、門楣、蓋板、后蓋板、地坎處絕緣墊片是否有變形、缺失。

4 優(yōu)化地鐵屏蔽門絕緣的有效措施

地鐵在一定程度上推動了城市交通出行的方便，但是同時也存在很多需要解決的問題。在地鐵不斷運(yùn)行的過程中需要及時進(jìn)行安全隱患的排查，保證人民與交通的安全。其中針對地鐵屏蔽門絕緣問題的改善方法主要包含以下幾項(xiàng)：

4.1 降低外界影響因素

在進(jìn)行屏蔽門絕緣改善中還需要注意降低外部因素的影響，重視地鐵屏蔽門建設(shè)設(shè)計(jì)過程中的結(jié)構(gòu)改善，同時注重設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。站臺門與土建、站臺門與站臺板兩個絕緣系統(tǒng)。利用這兩個系統(tǒng)的建設(shè)需要，能夠更好地規(guī)避其中的電流影響，防止出現(xiàn)絕緣性受到影響。與此同時還需要對其中整體的屏蔽系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行定期檢查與維護(hù)，在減少影響因素的基礎(chǔ)上，盡量做好平時運(yùn)行保養(yǎng)工作，及時進(jìn)行清潔與整理，避免其中的灰塵對絕緣性造成影響。

4.2 提高對絕緣建設(shè)期的控制

在地鐵建設(shè)之初對屏蔽門的絕緣進(jìn)行注意，一定要保證屏蔽門在安裝施工過程中絕緣強(qiáng)度的監(jiān)控點(diǎn)及日常監(jiān)控的合理性。地鐵在建設(shè)過程中具有很多的要求，同時對于人身安全方面具有重要影響，因此在施工建設(shè)上加強(qiáng)屏蔽門的絕緣性控制，與此同時還需要加強(qiáng)技術(shù)上的創(chuàng)新，更好的解決安裝中出現(xiàn)的問題。首先，應(yīng)做好產(chǎn)品的質(zhì)量控制與工藝控制工作。門體與軌道等電位連接電纜、門體等電位連接電纜的各種線纜的規(guī)格要充分滿足過流要求，門體內(nèi)各類非金屬材料的阻燃性能必須符合規(guī)范要求，防止自身材質(zhì)缺陷造成隱患。其次要重點(diǎn)加強(qiáng)施工過程中的工序控制。每步安裝工序均要逐步逐級嚴(yán)格把關(guān)，上一道工序的絕緣測試合格后方能進(jìn)人下一道工序，防止出現(xiàn)問題時無從查找。尤其是門檻與土建之間的碎石、塵土等雜物必須用吸塵設(shè)備清理干凈，防止這些建筑垃圾成為接觸點(diǎn)而引起絕緣性能的下降。此外，考慮到端門的特殊結(jié)構(gòu)，為減少端門對絕緣的影響，將端門與正線站臺屏蔽門分開絕緣。

4.3 優(yōu)化屏蔽門絕緣設(shè)計(jì)方案

在新線設(shè)計(jì)上，對于屏蔽門絕緣措施應(yīng)進(jìn)行詳盡的方案比選。針對絕緣材料本身的絕緣性能、空氣濕度、爬電距離，電氣絕緣間隙等對絕緣效果的影響，在絕緣系統(tǒng)設(shè)計(jì)上采取相應(yīng)的措施：絕緣體材料選用應(yīng)滿足強(qiáng)度、絕緣阻值及適應(yīng)環(huán)境要求。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)控制電氣絕緣間隙及爬電距離，設(shè)計(jì)必要的防水結(jié)構(gòu);減少屏蔽門結(jié)構(gòu)與土建的接觸點(diǎn)，采用特殊絕緣涂層、分段絕緣設(shè)計(jì);正線以車廂為單位，端門獨(dú)立絕緣設(shè)計(jì)、端門門檻可拆卸設(shè)計(jì);接口設(shè)計(jì)應(yīng)控制門檻與站臺板間隙、控制屏蔽門與吊頂間隙、控制屏蔽門與端門墻面間隙、控制屏蔽門與管道距離。此外，列車車廂相對大地有一定的電位差，為了乘客上下列車時的安全，需確保屏蔽門與列車車廂處于等電位狀態(tài)。屏蔽門上下部采用絕緣板，螺桿采用絕緣套進(jìn)行連接。如圖2。

5 總結(jié)

綜上所述，地鐵屏蔽門系統(tǒng)的絕緣問題具有一定的普遍性，在國內(nèi)外已安裝屏蔽門的地鐵系統(tǒng)中均存在。絕緣下降或失效而引起的安全問題日益凸顯，已經(jīng)引起了各地鐵公司和專業(yè)技術(shù)人員的高度關(guān)注。因此，如何從根本上解決這一問題，需要相關(guān)技術(shù)人員在理論和實(shí)際運(yùn)用中不斷探索和研究。本文主要從地鐵屏蔽門絕緣問題方面，闡述了絕緣的重要性及有效管控措施。隨著理論研究和實(shí)驗(yàn)的不斷創(chuàng)新，各種新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，地鐵屏蔽門系統(tǒng)絕緣、接地問題將會得到更好的解決，屏蔽門系統(tǒng)運(yùn)營的可靠性和安全性將會更高。

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