城市轨道交通车辆电气系统接地措施研究

发表时间:2021/2/4   来源:《电力设备》2020年第30期   作者:吴珊珊 柏志莹 王闯
[导读] 摘要:近年来,城市人口大幅增加,交通拥堵现象越发严重,为缓解城市交通压力,各大城市积极开发轨道交通。
        (中车长春轨道客车股份有限公司  吉林长春  130000)
        摘要:近年来,城市人口大幅增加,交通拥堵现象越发严重,为缓解城市交通压力,各大城市积极开发轨道交通。轨道交通是以电气系统作为驱动力,原理比较复杂,车辆行驶时存在电力系统风险,为保证车辆运行安全,必须要针对电气系统采取接地措施。基于此,本文就轨道交通车辆电气系统接地措施展开研究,首先阐述了电气系统,其次提出了一些接地措施,以期能够为轨道交通安全运行提供保障。
        关键词:城市轨道交通;车辆电气系统;接地措施
        当今社会,人民生活水平提高,私家车使用率大大增加,导致城市交通压力加大,不仅影响了城市的运行,同时也影响了人民群众的生活。在此基础上,城市诞生了新的交通方式,用维持城市交通运行,便利人们出行,即为城市轨道交通,该交通方式不仅能够节省城市空间,同时也能够缓解交通压力。但是作为轨道交通车辆运行的重要系统,电气系统由于施工难度大,安装复杂,在施工过程中和后续运行中都极易出现问题,需要采取一些措施保证其安全运行。
        一、城市轨道交通车辆电气系统概述
        城市轨道交通车辆电气系统与车辆控制运行有着直接的关系,其需要根据城市实际情况布置,并与电气系统结合进行综合分析。电气系统接地措施的应用能够为轨道车辆安全运行提供保障,也会对轨道交通的运输产生影响[1]。因此,对于城市轨道交通车辆的电气系统运行需要从多阶段控制,防止设计人员在规划设计电气系统有所疏忽,进而影响设备和线路连接,同时,还需要定期检修电气设备,做好维护管理工作,降低运行风险,避免由于电气系统故障而导致的经济损失以及安全问题。
        城市轨道交通车辆电气系统主要由三部分构成,分别为牵引制动控制、辅助供电和车门控制三个系统。其中,牵引制动控制系统分为牵引和制动两部分,其能够控制车辆,用于平衡各车辆之间的行驶时间差,便于车辆人员安排好车辆运行时间,提高轨道交通运行效率。辅助供电系统作为电气系统动力,其包括两部分,一部分是基于直流供电系统的三相交流电源供电设施,直流供电又分成直流用电设备、充电器、蓄电池等,充电器和蓄电池用于供电;另一部分是将三相交流供电设施用于车辆设备中,例如通风机等设备都需要其提供电力才能够运行[2]。车门控制系统则是车门开关智能控制系统,主要由控制电路和开关、执行部件个偶成,为了能够确保车门顺利开关,需要掌握车门构造及其控制系统中涉及的控制部分原理,确保车辆线路的运行良好,并能够实现传递共享,使数据及时传输进子系统中的控制模块内,进而实现操控,做到车门自动开关。
        二、城市轨道交通车辆电气系统接地措施
        (一)安全接地
        城市轨道交通车辆是现代化城市必备的一种交通方式,其为城市居民出行提供了便利。但是,这种交通方式也存在一定的安全威胁,尤其是电气系统接地故障导致的安全威胁是其主要故障,而安全接地能够为出行人们的人身财产安全提供坚实的保障。在轨道交通车辆中,人们在接触电气系统中的元件和器件后,由于电流过大会引发触电现象,进而威胁人们人身财产安全。对此,需要对电气设备做好防雷接地保护,若是工作人员没有提前做好防雷接地保护工作,车辆若是遇到恶劣天气就会增加雷击可能性,使得车辆无法安全平稳运行,甚至会威胁人们的人身安全。

若是乘客在车辆上接触了某种电子元件,其所流经的电压可达到DC110V,人体在3000Ω时会产生阻抗,进而引发严重的电击事故[3]。对此,轨道交通系统必须要做好电气系统的安全接地工作,可以在箱体中放入易被人接触的元件,在导线作用下连通铁轨,确保车体和设备箱体能够保持电位平等,铁轨转变成低电位,如果出现漏电现象,人体阻抗远大于铁轨、车体和接地线三者共同形成的阻抗,这就保证了人体流经电流被限制在安全范围中,确保了人们的安全。
        (二)工作接地
        工作接地包括低压和高压回流两部分。其中,高压回流工作接地能够使接触网电流流入到铁轨中,之后通过处理再回流进变电站内,以确保城市轨道车辆运行更加稳定安全。在设计高压回流工作时,需要先确定接触网电流,使其可以顺利回流进电源中,以确保正常运行状态下的车辆不会破坏电气系统,并避免人员触电现象出现[4]。但是,低压回流工资地能够为低压电路提供精准电位,其是杂散信号电流集中回流的主要路径。
        (三)屏蔽接地
        城市轨道交通车辆屏蔽接地包括电场屏蔽以及趋肤效应。其中,趋肤效应就是导体中的交变电流在感应影响下能够使导体表面流经不均匀电流,其与表面越靠近,电流密度就越大,这种现象在车辆运行中时常出现。因此,设计人员在进行选型时,需要尽量选择表面积大的接地线,确保车辆运行安全、稳定[5]。例如在某轨道交通系统中,采用双重屏蔽电缆方式接地,信号回流线就是内层屏蔽,外层屏蔽在地环路影响下出现电磁干扰,凭借两根导线可以将信号电流展现出来,之后在本身方向、大小一致并在互感感应流影响下,屏蔽层干扰将流向导线表面,在信号回路中干扰会相互抵消,进而达到屏蔽目的。该方法成本低,操作简便,在屏蔽接地中的应用比较广泛。
        结束语:
        城市轨道交通车辆是现代化城市建设中十分重要的一种交通运输工作,其在城市中的广泛应用不仅便利了人们的出行,改善了日常生活,同时也缓解了城市交通压力,起到美化环境的作用。而为了使轨道交通车辆能够保持正常运行,有关部门和人员必须定期或不定期的对车辆及其电气系统进行严格的检查,确保车辆电气系统接地情况保持在稳定运行状态中,进而为车辆的安全稳定运行提供保障。同时,检修人员也需要做好防触电保护工作,提高安全操作认识,维护好电气系统,使城市轨道交通车辆的作用充分发挥出来。
        参考文献
        [1]李恩龙.城市轨道交通车辆接地方案研究[J].交通世界(运输车辆),2018,000(012):172-173.
        [2]沈金锁.城市轨道交通配电变低压侧中性点接地方案探讨[J].都市快轨交通,2019.
        [3]沈金锁.城市轨道交通配电变低压侧中性点接地方案探讨[J].都市快轨交通,2019(3):125-131.
        [4]张飞.城市轨道交通直流牵引供电系统有关技术研究[J].工程建设与设计,2018,000(020):106-107.
        [5]任洪昌.城市轨道交通车辆电气系统接地的相关研究[J].探索科学,2019,000(001):195,197.
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