城市軌道交通車輛電氣系統接地探討

黃文俊

摘要：隨著科學技術的不斷發展，城市軌道交通交通事業也得到了快速地提高。現代交通工具已經成為人們工作、生活中不可缺少的一部分。因此，對傳統老舊線路進行改造和升級是勢在必行之舉;而對于地鐵系統而言更是如此，作為城市軌道車輛電氣接線子系統之一，電子信號設備及控制系統等均應具備良好性能以及質量水平以適應現代化社會發展需求，確保其可靠運行安全穩定高效地實現軌道交通運輸安全與運營效益的目的。本文通過對城市軌道交通車輛電氣系統接地進行分析和研究，并提出一些建議，希望能夠為我國城市軌道交通車輛電氣系統的改造和升級提供一定幫助。

關鍵詞：城市軌道;交通車輛;電氣系統接地

前言：

城市軌道交通車輛中的電氣系統是連接各個子系統與地鐵軌道列車之間的紐帶，其運行質量會直接影響到整體運營效率，對整個行車安全具有重要意義。因此必須要加強對于城市軌道交通線路上各部件接地問題進行研究。在我國經濟快速發展背景下帶動了城市化進程加快、我國交通擁堵情況日趨嚴重等因素促使著城軌電耗量不斷增加且比例呈逐年上升趨勢;此外隨著科學技術的進步以及社會需求也使得地鐵車輛電氣系統的供電質量要求越來越高，這也使得城市軌道交通車輛電氣系統接地問題成為目前研究的熱點。

1、緒論

1.1 重要性

城市軌道交通是一種大型的運輸工具，在我國，由于技術和管理水平等各方面原因導致其發展緩慢。隨著人們對交通出行需求的不斷增加以及科學技術飛速進步。傳統意義上來說城市軌道車輛電氣系統主要由電控單元、變頻器及電力線路構成;而目前而言我國對于地鐵線路建設已經有了一定程度上基礎性工程規劃設計經驗與研究工作積累;同時軌道交通是一個非常復雜且龐大的綜合體，需要考慮多種因素和條件才能建成最符合實際情況的接地設計方案。

1.2 現狀

我國的城市軌道交通起步比較晚，但是隨著經濟和社會發展，我國在交通領域也取得了巨大突破。目前我國有很多大城市都已經建成了輕軌線路。并且也有一些中小城市正在建設地鐵或者城際鐵路等軌道運輸方式來滿足人們出行需求以及緩解日益嚴重的能源問題與環境污染壓力之間矛盾;同時由于城市化進程加快帶來人們對交通運輸服務要求越來越高、道路網絡結構更加完善及車輛性能不斷提高，這些因素共同作用著我國未來交通發展趨勢和方向。但是隨著科技水平的快速提升，城市軌道交通車輛的電氣系統也在不斷發生改變，所以對其進行改造是非常有必要并且具有可行性。

2、電氣系統的構成

2.1 牽引和制動的控制系統

城市軌道交通中的牽引和制動系統是其主要組成部分，在整個列車運行過程中起著至關重要的作用。由于我國目前正處于發展階段，鐵路車輛運輸量不斷增加。這就要求相關人員要加大對牽引電動車組采用電氣接線時的控制措施以及設備可靠性等方面進行改進與升級;另外還要加強列車制動、緊急停車等問題上都需要進一步改善提高安全性能及效率來保證行車秩序和暢通運行，因此在城市軌道交通中也必須采取相應的技術手段以滿足該系統正常工作需求。

2.2 輔助的供電設備

城市軌道交通中的輔助設備主要包括電源開關裝置、信號系統和變頻器等，其作用是對線路故障進行快速診斷，并及時處理，以保證供電回路正常穩定。其中最重要的是負荷切換。由于電力電子技術在城市地鐵車輛電氣控制系統中有著不可替代且不可或缺地位;而電力電子設備又與車站內所有設施都有著千絲萬縷聯系：配電室的電壓等級、設備間距離及信號系統均由不同電器元件構成（如變頻器）和控制保護電路組成，而車站內的電氣設備又與供電系統和控制保護電路有密切聯系。因此，對城市軌道交通車輛中高壓電器及低壓配電室進行接地處理，對于保障線路安全、穩定運行具有重要意義。

2.3 車門控制系統

城市軌道交通車門控制系統主要是指：開關量、壓力傳感器和視頻監控系統，以及接線控制裝置。首先，通過對門控器的選擇與安裝來確定其工作原理。在實際施工過程中發現：當門控系統出現故障時需要及時更換或排除該部件;其次就是調節閥門開度及開啟方式等信號來保證乘客乘車安全舒適性;最后則是對電氣控制系統的硬件設備進行調試和維護保養以保障車門系統正常運行，從而確保城市軌道交通車輛乘客人身財產以及乘坐列車安全性、可靠性與穩定性。

3、接地措施

3.1 工作接地

工作接地，在正常或故障情況下為了保證電氣設備的可靠運行，而將電力系統中某一點接地稱為工作接地。工作接地分為高壓與低壓兩種：低壓回流接地是為了電路低壓電精準電位可以有效得實現其效果;高壓回流是需要將接觸網的電流引入到鐵軌中，然后經相關的操作以后轉回到變電站，以此來確保軌道車輛在運行過程中的穩定。在高壓回流工作接地的操作過程中，一定要注意接觸網所通過的電流一定要全部確保流回到電源設備中，做到具體工作萬無一失才可以保證軌道不會出現問題，車輛以及人身安全都不會出現損失。

3.2 屏蔽接地

城市軌道交通車輛的屏蔽接地是為了保護列車在線路故障或檢修時不受到外界干擾而保持安全運行。通過對電磁感應源、接觸器和電流傳感器等設備進行檢測，從而保證列車內部電子設備與外部電路之間相互連接，以防止因外部環境中存在磁場導致其產生電磁場而損壞設備和線路。

3.3 保護接地

保護接地是為了防止電氣裝置的金屬外殼、配電裝置的框架和線路塔危及人身和設備安全。所謂保護接地，是指電器的金屬部分，在正常情況下不帶電，在絕緣材料損壞或其他情況下可能帶電，即與帶電部分絕緣的金屬結構部分。實踐證明，在我國低壓電網中采用保護接地是一種有效的安全保護措施。由于保護接地分為接地保護和中性點保護，兩種不同保護方式的客觀環境不同，如果使用不當，不僅會影響用戶使用的保護性能，還會影響電網的供電可靠性。首先要了解和理解接地保護和中性點保護，掌握這兩種保護方式的區別和適用范圍。接地保護和中性點保護統稱為保護接地，是防止人身觸電事故、保證電氣設備正常運行的重要技術措施。

3.4 合理使用接地電阻

城市軌道交通車輛接地故障時，其電氣系統的運行狀態會受到各種因素影響，例如：電壓、電流等。因此需要對這些因素進行有效處理。在實際工作中要根據具體情況選擇合適的方法。首先應該確保線路上發生了短路或者接觸不良現象后應及時切斷電源;其次是保證電力設備和機械裝置能夠正常運轉并通過相應保護動作將電流經大地擊穿而不受破壞;最后還需保障城市軌道交通車輛電氣系統接地電阻值不超過標準范圍，避免因接地電阻值過低而導致線路短路或者損壞。

3.5 優化接地方式

城市軌道交通車輛電氣系統接地問題是一個復雜的綜合過程，涉及到不同方面，例如，對設備運行環境、防雷擊等要求也不盡相同。因此在實際工作中需要針對具體情況進行優化處理。首先需要根據相關法律法規和標準規定來明確相應內容;其次要結合城市地鐵線路特點和相關規范要求確定合理有效的接地方式及保護措施以保證電氣系統安全穩定可靠運轉;最后還需考慮如何提高工作人員的操作水平，確保其能夠熟練掌握并運用各種設備技術，

總結：

城市軌道交通車輛采用的是雙極性的接線，在線路上會產生一定程度上中性干擾，因此要對接地系統進行合理設計。首先需要考慮到線路的電壓、電流分布情況以及不同用戶之間所存在差異性;其次需要根據實際情況選擇相應相匹配設備并做好防雷保護工作;接著通過計算來確定各個節點間相互聯系與電氣隔離等問題;最后還需注意的是城市軌道交通車輛采用雙極性接線時其運行維護及管理都要按照相關規定進行，避免出現故障后導致不必要的損失。

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