關于城軌車輛底架模塊化布線設計的分析

趙紅奎　時蒙　陳佳琦

摘? 要：城軌車輛的牽引輔助設備、制動設備及輪軌監控車載設備大都安裝于車輛底架，各系統設備需通過線纜實現電氣連接，因此，底架布線是城軌車輛設計及制造過程中尤為重要的組成部分。近年來，模塊化設計及組裝工藝理念越來越受各軌道車輛公司重視。文章以實現底架模塊化布線工藝為目的，對城軌車輛底架模塊化布線設計進行分析。

關鍵詞：城軌車輛;底架;模塊化;布線

1.概述

本文以實現底架模塊化布線工藝為目的，對城軌車輛底架模塊化布線設計進行分析。城軌車輛底架模塊化布線工藝是指在底架布線施工過程中，把底架各個系統設備及線纜拆分成獨立的模塊，然后把這些獨立模塊組裝到車輛底架的一種工藝方法，可有效降低施工難度，提高工作效率。而底架布線模塊化設計就是為實現模塊化工藝而提出的一種設計理念。

底架模塊化布線設計分為以下2個部分：

（1）底架線槽、車端分線箱模塊化設計。線槽、分線箱是線纜敷設所需的載體，模塊化設計的線槽、分線箱是模塊化布線實施的前提。

（2）底架布線模塊化設計。依據底架設備電氣接口位置，合理設計線槽出線口及布線路徑，實現各個獨立模塊的布線。

2.底架模塊化布線設計

2.1.底架線槽、車端分線箱模塊化設計

底架線槽的主要作用是為了承載敷設于底架的線纜，同時對線纜起到保護作用，考慮到EMC要求，底架線槽通常會設置多個單獨的隔間，將不同電壓等級的線纜或有特殊防護要求的線纜敷設在獨立的隔間，可有效降低電磁干擾。

圖1為南京某項目底架線槽，底架線槽線槽隔間如圖2中所示。

底架線槽作為底架模塊化布線的主干，在設計過程中應充分利用有效空間，合理布置底架線槽，避免與其他系統干涉。線纜主要從該線槽布線，線槽中線纜如果需要接到電氣設備上，則可在設備附近的線槽上選擇合適位置設置出線口，用于線纜穿出線槽。

車端分線箱的主要作用在于實現線纜分線及匯線、線纜引上至車內、承載端部連接器安裝。首先確定分線箱材質，根據車體結構、車端安裝空間、車體上引上孔位置等信息確定分線箱基本框架尺寸;通過篩選線線清單及線纜ETB，確定分線箱進線孔尺寸及數量，并留足夠的余量;查看連接器安裝信息，確定連接器安裝面開孔尺寸。車端分線箱需保證良好的密封性，分線箱與車體安裝面、分線箱下蓋板與箱體間均需采用密封膠條。

2.2.底架布線模塊化設計

底架的主要特點是環境相對惡劣，溫度變化范圍較大，且容易受到車輛外部雨水、油污的侵襲，受到鐵路上石塊等外物的擊打，還有空氣中鹽霧的腐蝕。因此，底架布線需要采取特殊的防護措施。例如，對接線用連接器、分線盒設計的防水防塵等級應做到IP66以上。另外需要注意底架線纜、接線設備不應安裝得離軌面過近，以防侵限受到軌旁障礙物刮蹭。底架線纜需用線槽、線管等進行機械防護，線槽線管應有防腐蝕措施，安裝緊固件應用抗腐蝕能力較強的不銹鋼材質等。

底架線槽中線纜的敷設應遵循EN50343中EMC相關要求，線纜敷設應采用下圖中給出的至少三個 EMC 線纜種類對所有線纜進行分類。

如果可能，則不同種類的線纜應單獨敷設。線纜或線纜束之間所需要的距離在理論上取決于功率、頻率成分、平行敷設的長度以及輻射抗擾度。為了實用的目的，在空氣中不同種類的線纜之間的最小距離應按照圖5進行選擇。

當有必要對不同種類的線纜進行交叉時，在可能之處應垂直地進行交叉。

單獨敷設每一種線纜，并且在可能之處應按照圖5 的最小距離保持隔離。在屬于不同 EMC 種類的相互垂直的線纜處于交叉的情況下，圖5規定的最小距離可不適用。如果不能在不同種類的線纜之間獲得最小距離（特別是有關種類 A 和 C 之間的距離），則應通過金屬護套、金屬覆蓋層或金屬外殼來對線纜進行隔離，并且需要將金屬護套、金屬蓋層或金屬外殼電氣連接到車體結構上，實現有效接地。

底架模塊化布線設計簡單來說就是主干線槽布線+支路布線線，模塊結構清晰明了。底架線槽作為底架模塊化布線的主干，在設計過程中應充分利用有效空間，合理布置底架線槽，避免與其他系統干涉。線纜主要從該線槽布線，線槽中線纜如果需要接到電氣設備上，則可在設備附近的線槽上選擇合適位置設置出線口，用于線纜穿出線槽。對穿出線槽的布線，可以設置布線支架或固定卡等結構進行布線。

3.底架模塊化布線設計的優勢

（1）模塊化布線設計提升了設計的通用性。

（2）簡化總裝電氣裝配過程，各電氣模塊同時進行，從而縮短總體的電氣裝配時間。

（3）提高電氣產品布線質量，減少因人工操作差異產生的布線不美觀及差錯。

（4）采用地面電氣布線準備工藝，使總裝現場整潔化、工藝有序化，便于管理。布線工作在地面臺面進行，降低了電氣裝配工作的勞動強度。

（5）電氣模塊化產品未安裝上車前，可在車下進行變更，降低了變更的工作難度。

4.結束語

底架模塊化布線設計通過對底架線纜敷設合理的模塊化劃分，可以將線路設計化繁為簡，使車輛的布線變得簡單，能最大程度地實現車輛電氣布線地面準備、組裝和集成，大大提升了生產效率和設計通用性，也為后期車輛維修提供了諸多便利。就目前而言，模塊化設計還是受諸多因素影響。例如：底架整體線槽體積較大，安裝時需要借助特定的安裝工具;另外，車體結構的差異性及安裝空間的局限性都是制約模塊化布線設計的因素。繼續提高底架布線的模塊化程度，仍然是未來底架布線設計的重要工作之一。

參考文獻：

[1]EN 50343-2014 機車車輛布線規則[S].

[2]姚遠，劉正，閆莉.城軌車輛電氣布線模塊化組裝工藝[J].科技創新與應用.2015（17）