地鐵車輛電氣布線要點分析

何紅

摘 要：隨著我國城市建設(shè)的加快，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，大量的人口涌入城市，私家車也日益增多，這給城市交通帶來了巨大的壓力。在此基礎(chǔ)上，地鐵的建設(shè)和普及很好的緩解了城市交通的壓力。地鐵在城市交通中扮演著十分重要的角色，因此要確保地鐵車輛的安全性、可靠性和可維護(hù)性，就要重視地鐵車輛的電氣布線。本文從模塊化、電磁兼容性和安全性三個方面闡述了地鐵車輛電氣布線的要點。

關(guān)鍵詞：地鐵車輛；電氣布線；城市交通

前言

隨著現(xiàn)代化科技的發(fā)展和進(jìn)步，地鐵車輛的功能越來越先進(jìn)、越來越全面。因此，地鐵車輛的電氣系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，并帶來了電磁兼容、安全方面和生產(chǎn)方面的問題。傳統(tǒng)、簡單的電氣布線方式已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的地鐵車輛的需求。這就需要采用全新的電氣布線技術(shù)，以滿足地鐵車輛電氣系統(tǒng)的需求。

1.電氣布線的模塊化

所謂模塊化，就是把復(fù)雜、龐大的系統(tǒng)分解成很多規(guī)模、耦合性較小的模塊來一一實現(xiàn)。模塊化思想在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)都能起到積極的作用，包括產(chǎn)品的設(shè)計和生產(chǎn)，再到銷售和售后服務(wù)。這當(dāng)中每一個環(huán)節(jié)，都可以通過對模塊化思想的把握和利用，來避免重復(fù)勞動，提升標(biāo)準(zhǔn)化，最終達(dá)到降低成本、提高效益的目的。而對于模塊化思想在地鐵車輛電氣布線方面的應(yīng)用，則主要體現(xiàn)在以下兩個方面：

1.1功能區(qū)域劃分

在進(jìn)行電氣布線功能區(qū)域劃分的時候，要充分結(jié)合對電氣機(jī)械的設(shè)計來進(jìn)行，除了牽引變流器、空調(diào)控制柜等大型電氣設(shè)備以外，還要獨立劃分出高壓箱、中低壓箱和電氣柜等區(qū)域。各個功能區(qū)域中的布線要相對獨立，區(qū)域之間則通過全車布線槽中的線束來進(jìn)行連接。對于電氣系統(tǒng)中的各個電器元件，不僅要定義其所屬系統(tǒng)，也要定義其所處位置。只有將電器元件的空間位置準(zhǔn)確、合理的進(jìn)行定位，才能更好的發(fā)揮地鐵車輛模塊化電氣布線的效果和優(yōu)勢。

1.2線束化

在進(jìn)行線束設(shè)計時，要注重兩項信息：各類電器元件的接線端子及連接器所處的位置和連接清單。技術(shù)人員根據(jù)以上信息，結(jié)合布線過程中需要避開的部分，以及布線的美觀性和節(jié)約型，設(shè)計出三維的線束。而后，根據(jù)現(xiàn)場觀察布線需要，再將三維線束展開，形成平面線束，并根據(jù)其繪制線束模版。工人只需按照線束模版就可以進(jìn)行線束的生產(chǎn)工作，不需要依賴于現(xiàn)車也能達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。

每個功能區(qū)域越獨立，區(qū)域之間相互的影響就越小，避免了相互干擾的情況。而線束化的實現(xiàn)，則避免了電氣布線的前期工作與車體的制造、裝配等工作之間的沖突和影響，也避免了不同功能區(qū)域之間的布線影響。

2.電氣布線的電磁兼容性

隨著地鐵車輛功能上的增加，對電氣系統(tǒng)的要求就越來越高，使得地鐵車輛的電磁環(huán)境也越來越復(fù)雜。所以在進(jìn)行電氣布線設(shè)計的時候，要充分考慮到電磁兼容性的問題。電磁干擾產(chǎn)生的主要因素有干擾源、傳輸路徑和干擾對象。而電氣布線主要是通過將電磁干擾的傳輸路徑削弱或直接切斷，來解決電磁兼容性的問題。具體的實現(xiàn)方法主要有以下兩點：

2.1電纜分級

電纜分級就是根據(jù)不同的干擾強(qiáng)度和敏感程度，將電纜分為不同的等級，等級越低，其干擾強(qiáng)度就越低，敏感程度則越高。然后將這些電纜按照不同的等級，保持一定的距離，或者布于不同的線槽之中，這樣就能有效的避免電纜之間的干擾耦合度。

2.2屏蔽

屏蔽分為兩種情況：一種是避免外界對自身產(chǎn)生的電磁干擾。另一種是避免自身對外界產(chǎn)生電磁干擾。要實現(xiàn)屏蔽，可以采用金屬軟管護(hù)套、金屬線槽或電纜自帶的屏蔽層。

另一方面，屏蔽體的接地部分的質(zhì)量，將直接影響屏蔽的效果。通常，對于共模干擾敏感的電纜，應(yīng)采用單點接地法。因為如果有多個接地點的話，之間的電位差會使屏蔽體中產(chǎn)生電流，這股電流會在電纜中產(chǎn)生電動勢，從而使電纜傳輸?shù)男盘柺д妗?/p>

3.電氣布線的安全性

地鐵車輛是交通運輸車輛，是載人的交通工具，所以，在進(jìn)行電氣布線時，除了要考慮設(shè)備之間的影響之外，還應(yīng)當(dāng)考慮到駕駛?cè)藛T、維護(hù)人員和乘客的安全。從地鐵車輛電氣布線的角度考慮，能夠給人身安全造成威脅的，主要是火災(zāi)方面的原因。而引起火災(zāi)的原因比較復(fù)雜，主要包括電纜過載過熱和電氣線短路。

3.1電纜過載過熱

當(dāng)電纜處于過載狀態(tài)的時候會發(fā)熱，這種現(xiàn)象比較常見。但是如果在發(fā)熱時溫度升的太高，則很可能引起火災(zāi)。即便沒有引起火災(zāi)，也會加速電纜絕緣層的老化。而要解決電纜過載過熱的問題，首先要確定電纜中經(jīng)過的電流的大小、設(shè)計溫度、敷設(shè)類型、設(shè)計壽命、持續(xù)工作時間等，然后根據(jù)這些因素，計算出等效的電纜電流。確定了等效電流，再根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對比計算，就可以得出電纜的橫截面積。只要確保電纜的橫截面積足夠大，就可以減少或者避免電纜過載過熱的情況。

3.2電氣線短路

電氣線短路的最主要原因，除了接觸不良和虛連之外，最重要的就是電纜的絕緣損壞或失效。造成這一結(jié)果的主要原因分為割傷、受力和老化。

3.2.1電纜絕緣層割傷或破損

可能導(dǎo)致割傷的原因是電纜的絕緣層和車輛中的金屬銳邊和銳角相互接觸，或者由于固定不牢固、來回晃動造成的與車內(nèi)其它物體相互摩擦所造成的。所以，在電氣布線的過程中，要合理的設(shè)計和選擇布線路徑，避開金屬的邊角，或在金屬邊角上加墊緩沖物，同時嚴(yán)格的對電纜線進(jìn)行固定，避免其與車內(nèi)物體摩擦。

3.2.2受力過度

不合理的受力也會導(dǎo)致電纜線絕緣層的破損或者斷裂。這主要是由于電纜的過度彎曲或拉伸造成的。每種電纜都有其最小的設(shè)計彎曲半徑，如果彎曲程度超過最小彎曲半徑，很有可能會使是電纜線絕緣層破裂或折斷。所以，在布線過程中需要進(jìn)行轉(zhuǎn)彎的時候，要充分考慮到電纜的最小彎曲半徑，同時也要考慮到熱脹冷縮的因素。

3.2.3電纜線絕緣層老化

正常情況下，電纜線的絕緣層老化的速度是十分緩慢的，而在其使用壽命范圍內(nèi)，其各種功能都是符合安全標(biāo)準(zhǔn)的。但是一些特殊情況，如電纜長時間過載過熱、接觸其它化學(xué)物質(zhì)等，其絕緣層的老化速度將大大加快。隨著電纜線絕緣層的逐漸老化，它就會變得硬而脆，極容易破損或斷裂。因此，一定要做好對電纜線的保護(hù)工作，以延長電纜線的使用壽命。

4.總結(jié)

地鐵車輛的電氣布線是一個整體性的施工過程，布線效果的好壞直接影響著車輛電氣系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)，從而關(guān)系到這個地鐵車輛的性能。只有在電氣布線過程中充分的考慮到每一個細(xì)節(jié)，不斷開發(fā)和完善電氣布線的工藝和技術(shù)，才能保證地鐵車輛電氣系統(tǒng)的性能，保障車輛的順利運行。