對地鐵屏蔽門絕緣問題及改進措施的分析

張賀　劉靜濤

摘要：伴隨著城市化建設的高速推進，地鐵獲得了廣泛應用，同時也成為居民出行的重要交通工具。屏蔽門作為地鐵設施的重要配置，也得到了廣泛應用。但是屏蔽門在應用過程中，往往會出現絕緣阻值降低的問題，從而導致電打火或者電弧，具有重大的安全隱患，因此對屏蔽門絕緣問題的研究很有必要。從屏蔽門的結構組成出發，結合實際工程問題，對屏蔽門絕緣問題進行分析總結，最后得出在機械結構上的5點改進措施，為后期屏蔽門絕緣性能的提升提供了參考。并且通過實際工程遇見問題，提出在材料選取、結構設計、安裝步驟、施工現場及后期維護等方面的改進建議，以提高屏蔽門系統的絕緣性能。

關鍵詞：地鐵;屏蔽門;結構;絕緣

中圖分類號：U231+.4 文獻標志碼：A 文章編號：1009—9492（2021）03—0267—03

0引言

隨著城市現代化的高速推進，地鐵行業得到了迅猛發展，作為地鐵系統的重要組成部分，地鐵屏蔽門系統也隨之獲得了廣泛應用。地鐵屏蔽門的使用對保障整個地鐵運行的安全性和高效性起到了重大的促進作用，同時也具有顯著的節省能源和提升乘客候車舒適性的效果，在國內外地鐵建設中獲得了廣泛應用，因此對其安全性能指標提出了越來越高的要求。屏蔽門的絕緣性能是安全性能的重要指標，當前國內外學者一般僅針對屏蔽門系統的某一部分進行絕緣性能的理論分析，未能從實際和整個系統方面進行絕緣性能的分析。

本文在對實際絕緣問題進行分析的基礎之上，從系統結構方面對提升絕緣性能等級進行了詳細分析，以便為后期可以更好地提升屏蔽門絕緣性能提供參考。

北京、上海、廣州等城市的地鐵運行為方便市民出行做出了很大貢獻。從廣州地鐵2號線首次在國內應用地鐵屏蔽門開始，屏蔽門在地鐵運行中所帶來的優點就愈加顯著。經過實際應用表明，屏蔽門的應用在節能、環保和提高地鐵運行安全等方面取得了顯著成效。隨著屏蔽門不斷地應用在地鐵運行系統中，對屏蔽門的安全性能提出了越來越高的要求，對提升屏蔽門安全性能等方面的研究顯得很有實際意義。

1屏蔽門優點

1.1提高運行安全性

（1）地鐵在運行時會有很大的乘客量，當地鐵進入站臺時，屏蔽門的應用可以有效防止乘客因為候車擁擠而被擠下軌道的風險，同時也避免了地鐵在運行時產生的低壓環境對乘客造成的呼吸困難及吸附壓力等的不利影響，進而保證了乘客在乘坐地鐵時的安全性能。

（2）地鐵在上下乘客時和站臺邊緣存有10cm左右的空隙，因為屏蔽門直接固定在站臺邊緣上，因此可以有效防止乘客在上下地鐵時，跌入縫隙的風險，同時也避免了乘客隨身攜帶的小物件掉入軌道側的風險。

1.2增加乘客舒適性

（1）地鐵運行時，與軌道的摩擦會形成很大的噪聲，且在通過彎道時，會形成刺耳的哨鳴聲。如果沒有屏蔽門的阻隔，在站臺側的候車人員和工作人員會受到很大的噪聲影響，安裝屏蔽門后，可以明顯降低候車區的噪聲分貝值，增加候車時的舒適性。

（2）地鐵在運行過程中，會因產生強勁的活塞風而帶動隧道內的大量粉塵及微小顆粒。屏蔽門的應用可以阻擋大部分粉塵及微小顆粒進入候車區，防止對乘客的身體安全造成隱患，同時也防止活塞風對乘客造成不利影響。

1.3節省能源

屏蔽門的應用安裝可以將候車區與軌道側分開，這樣不僅可以更方便地在候車區營造一個舒適的候車環境，而且還可以降低地鐵進站時產生的活塞風對候車區的影響，進而達到增加候車舒適性和節省能源的目的。

1.4提升地鐵運行效率

屏蔽門的安裝應用，直接保證了軌道側運行環境的暢通，降低地鐵進站時的制動距離及降低出站時的提速距離，進而明顯縮短地鐵進出站時的時間，提升地鐵的運行效率。

2屏蔽門絕緣現存問題

屏蔽門在保障地鐵運行過程中的乘客安全、節省能源等方面均產生了積極的影響，但是其在應用過程中產生的安全問題也不容忽視。地鐵運行過程中與空氣及鐵軌等物體的摩擦會產生大量的靜電，且地鐵一般采用直流牽引供電，因為電磁感應的發生，地鐵和大地相比，地鐵的電勢會很高。屏蔽門會在地鐵進站時和地鐵形成等電勢體，因而也會具有很高的電勢。當乘客上下地鐵時，如果通過乘客自己將地鐵和大地相連，則在短時間內會形成很大的電流，對乘客安全造成威脅。所以對屏蔽門體進行絕緣處理，顯得很有必要。

屏蔽門的絕緣處理主要是將門體和土建之間進行絕緣隔離。屏蔽門在安裝時，如果和土建交叉施工，土建施工過程中噴濺到屏蔽門上的混凝土和水漬等會對屏蔽門的絕緣性能造成不良影響。為了規避這種情況的發生，屏蔽門在結構設計時應對這種情況進行補救措施設計，同時應合理安排安裝時間和進度，做到其他單位施工時對屏蔽門的絕緣性能影響最小。在考慮屏蔽門的整體絕緣性能時，還需將滑動門、應急門、固定門等門體單元考慮在內，如圖1所示。屏蔽門在后期運營中，經常會出現門體的絕緣阻值不能達到標準等問題，甚至有時會發生電打火或者電弧等現象，但是維保人員一般僅僅將絕緣阻值下降的零部件進行更換和維修，導致單一性的絕緣問題會反復出現。以下結合具體的門體設計細節，詳細闡述整個系統的絕緣方案和在實際過程中遇見的絕緣問題及后期對門體絕緣性能的處理方案。

2.1當前絕緣方案

屏蔽門絕緣方案分為機械部分絕緣和電氣部分絕緣兩部分。依據國標CJ/T 236-2006要求規定，屏蔽門門體與大地之間的阻值要大于0.5 MQ，屏蔽門的上部和下部之間的墊塊、隔圈、隔套等絕緣部件應滿足絕緣性能要求，且屏蔽門系統的各個門體之間應保持等電位設計。在實際生產安裝過程中，電氣部分零部件的絕緣性能應依據設計要求采用規定的導線和開關，且要對關鍵電氣部件如DCU盒體等，做相應的絕緣防水性能測試。

2.2絕緣措施

根據屏蔽門的門體結構，在對結構進行設計時，可以采用具有絕緣性能的膠條或者毛刷、絕緣漆、絕緣伸縮節、絕緣套等零部件。屏蔽門頂部支撐和整個門體之間的絕緣可以采用兩部分絕緣方案：采用絕緣伸縮節將頂部支撐和門體立柱之間的連接進行隔離絕緣;在門體頂部支撐和滑動門之間進行隔離絕緣，采用絕緣膠條或者絕緣毛刷，且絕緣膠條或毛刷支架連接處采用絕緣油漆進行隔離絕緣，如圖2（a）～（c）所示。屏蔽門下部絕緣可采用各種絕緣墊片或者絕緣套等方式，將屏蔽門和大地進行絕緣隔離，如圖2（d）所示。

2.3實際絕緣問題

對于整個屏蔽門結構，在設計時可以將門體與土建進行隔離，以達到絕緣目的。但是在后期由于候車區域施工及頂部吊頂裝修等工程的進行，使得實際絕緣電阻值達不到規定的要求。根據現場施工情況，發現上層的絕緣問題主要為上蓋板和門楣之間的接觸問題;下部絕緣值不達標的主要原因為屏蔽門門體和底層土建之間的污染問題。進一步研究發現可以將影響絕緣阻值的因素作如下分類：

（1）門檻和土建接觸的地方因為施工導致積水，致使底部的絕緣套失去絕緣功能，如圖3（a）所示;

（2）在土建施工過程中，導致混凝土和站臺門門體接觸，致使門體絕緣性能減弱，如圖3（b）所示;

（3）在后期施工過程中，絕緣擋板遭到污染，也會使得門體的絕緣性能下降，如圖3（c）所示;

（4）在后期施工過程中，混凝土、水漬或雜物會覆蓋下部絕緣套，致使絕緣套不能很好地起到絕緣功能，如圖3（d）所示。

2.4解決措施

通過以上問題可以看出，屏蔽門在實際施工中，總會出現不同的形式影響絕緣情況。針對于此，可以在設計時通過添加輔助設施，避免此類不可控因素對屏蔽門絕緣阻值的影響。針對此類問題，可以有如下解決方案。

（1）對于因其他施工單位產生的混凝土和水漬等問題而導致的絕緣值下降，可以和施工單位監理等部門進行溝通，確保在施工過程中屏蔽門周圍的環境干凈整潔。同時為防止因水漬或者混凝土將門檻的絕緣層覆蓋，在機械設計時，可以將門檻下部的整體結構采用絕緣層隔離操作，以防止屏蔽門和土建等的直接接觸。

（2）屏蔽門門檻和底部之間通常由于施工的原因不能很好地保證絕緣阻值，在這種情況下，可以在門檻和底座支撐之間添加一個絕緣板。這樣不僅可以在門體和底座之間產生碰撞時，起到緩沖作用，還可以將屏蔽門整體的絕緣性能得到很大提升。在施工過程中，還可以在門檻立柱底座之間的縫隙處填充絕緣密封膠，以防砂石泥土等雜物的進入，降低門檻的絕緣性能等級。

（3）對屏蔽門后期的絕緣檢查過程中，發現門檻和底座之間的絕緣性能經常會因后期土建的原因而不能達標。在設計和施工過程中，可以將門檻和底座采用絕緣材料包圍的方法，防止雜物的進入，以阻止絕緣性能的降低。

（4）屏蔽門中的立柱在工作過程中，因吸附地鐵輪轂碾壓鋼軌而產生的鋼粉，會使得屏蔽門的絕緣性能下降。且因為乘客上下車握扶的原因，使得立柱表面原有的絕緣涂層變薄或者消失，進而使得絕緣值下降，所以需要對立柱表面的絕緣膜材料進行重新設計。

（5）屏蔽門的前蓋板在設計安裝時，在蓋板周圍盡量采用安裝密封膠條的方式進行密封，防止在后期運行過程中，因為灰塵的進入使得內部的電氣部件如LCB、DCU等部件的絕緣性能下降。

3絕緣方案改進

結合以上分析，可以從以下5個方面對屏蔽門的絕緣性能進行改進提升。

3.1絕緣材料選取

絕緣材料的選取，應該嚴格依據國標和行標，選取質量可靠的絕緣材料，同時應該結合屏蔽門結構，從整體上考慮絕緣材料的絕緣性能，做到絕緣性能的穩定可靠。其次還應考慮材料的加工質量，嚴格依據新的加工工藝進行材料的加工，保證尺寸符合設計圖紙的要求。

3.2優化結構設計

屏蔽門絕緣問題的發生與整個門體的機械結構關系很大。在結構設計時，將整個門體的絕緣特性考慮在內，以優良的結構特性達到屏蔽門整體的絕緣效果。考慮到屏蔽門長年連續運營時，粉塵會吸附到門體之上，降低整個門體的絕緣性能。研究表明，當空氣濕度大于75%～85%時，絕緣電阻會急劇下降;絕緣底座上有輕微粉塵污染時，絕緣電阻下降90%以上。所以對門體進行結構設計時，應該綜合考慮濕度、粉塵等對門體造成的不好影響。

3.3規范安裝步驟

借鑒之前的安裝經驗，同時考慮門體的結構特性，制定詳細、嚴謹、科學的安裝步驟手冊，做到安裝過程中絕緣安裝。同時做到每一關鍵零部件安裝后都有相關的檢測記錄，做到無盲區、全都有跡可尋的規范安裝。

3.4施工現場的維護性

屏蔽門是集建筑、機械、通訊等為一體的高科技產品。且在施工過程中，經常與土建、運營等部門交叉施工。所以在安裝過程中，應結合監理的合理安排，科學高效地組織屏蔽門的現場安裝。不僅需要和其他單位施工時間錯開，還要保持不同單位施工時屏蔽門的完整性和門體絕緣性能的不變性。

3.5后期對屏蔽門門體的維護

屏蔽門的運行一般為每天連續運行20 h左右，且全年365天連續運營。應該制定合理的維護保養措施，需每180天對門體進行一次全面清潔和檢修，防止粉塵的吸附使得門體絕緣性能下降，及時更換門體立柱門檻等關鍵部件，防止長時間上下乘客造成的結構上的磨損使得門體絕緣性能下降。

4結束語

屏蔽門絕緣阻值的降低，以及繼而會引發的電弧等現象，會對屏蔽門門體結構的很多個零部件造成危害，同時也會給整個運營造成重大的安全威脅。

本文對地鐵屏蔽門絕緣問題進行了分析，并提出了改進措施。結合以上的分析內容，可以很大程度上規避屏蔽門系統絕緣阻值的降低。且因屏蔽門系統涉及到機械、電氣、控制等多個專業，后期在運營中應該明確記錄遇見的各種問題，并且針對各個問題進行具體分析，找出問題發生根源，進而做到從設計上杜絕此類問題發生，同時后期也應做好各零部件壽命預估，及時更換零部件，做到從整體上提升屏蔽門的安全性能等級。