軌道車輛中央線槽布線方式的工藝研究

黃俊杰

【摘 要】文章通過(guò)對(duì)軌道車輛底架線槽、布線工藝等知識(shí)的介紹，提出了線槽布線的工藝方法，給現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)提供作業(yè)指導(dǎo)，解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作的困難點(diǎn)及存在的問(wèn)題，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】線槽；電壓等級(jí)；布線；線纜防護(hù)

【中圖分類號(hào)】U27 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2017）10-0043-03

車輛中央線槽是目前軌道車輛應(yīng)用最廣泛的理想敷設(shè)裝置。它具有重量輕、載荷大、造型美觀、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、散熱透氣性好等優(yōu)點(diǎn)，既適用于高、低壓電力電纜的敷設(shè)，也適用于控制和信號(hào)電纜的鋪設(shè)。城軌車輛主要的電力電纜、控制和信號(hào)電纜設(shè)計(jì)布置在中央線槽后安裝在車體型材下方或型材內(nèi)。隨著城市軌道交通的快速發(fā)展，軌道列車的需求及電氣功能要求越來(lái)越多，使得車輛電磁環(huán)境也變得愈加復(fù)雜。不同用途的線纜在線槽進(jìn)行鋪設(shè)布線時(shí)，需充分考慮電磁兼容性（EMC）問(wèn)題。車輛中央線槽分為主輔電路電纜鋪設(shè)區(qū)與控制和信號(hào)電路電纜鋪設(shè)區(qū)，電壓等級(jí)相同的線纜布置在同一個(gè)鋪設(shè)區(qū)內(nèi)，電壓等級(jí)存在較大差異的電纜則嚴(yán)格實(shí)行分區(qū)布線，以防止電纜在正常通電間產(chǎn)生的電磁干擾。

1 中央線槽區(qū)域的構(gòu)成

中央線槽采用整體一次焊接成型的方法，根據(jù)車輛需求設(shè)計(jì)有多個(gè)布線區(qū)域，線槽底部一側(cè)密封，主要鋪設(shè)電壓等級(jí)較低的控制和信號(hào)電路電纜；另一側(cè)采用開(kāi)孔，敷設(shè)高壓部分的主電路及輔助電路線纜。每個(gè)布線區(qū)域之間設(shè)計(jì)有1條“C”形槽，用來(lái)固定“L”形金屬隔板。通過(guò)該“L”形金屬隔板將線槽的各布線區(qū)域分隔成相對(duì)獨(dú)立的腔域，將不同功能及電壓等級(jí)的線纜分別布置在所述的不同腔域中，使不同功能的電纜之間的電磁干擾大幅度減小。線槽兩端采用留缺口的方式出線，非端部位置采用半封閉式分線盒出線的結(jié)構(gòu)，出線盒周圍的4個(gè)面上，根據(jù)車輛設(shè)計(jì)的需要開(kāi)設(shè)出線孔出線，通過(guò)軟管接頭加PVC波紋管的方式對(duì)出線孔處的線纜進(jìn)行防護(hù)。

2 中央線槽布線原則

根據(jù)軌道車輛電纜應(yīng)用的電壓等級(jí)和功率，將電纜分為H、A、B、C共4類。H類：主電路電源線及其回流地線，電壓為DC1 500 V或750 V的高電壓；A類：交流380 V、220 V電線電纜；B類：110 V電源線、控制線；C類：24 V傳感器信號(hào)線、通信線等。

H、A類線纜用于連接高電壓、大電流、大功率或高安全性的車輛部件，例如受電弓、集電器、避雷器、高壓隔離開(kāi)關(guān)、牽引逆變器、高壓箱等部件。B類線纜用于連接中電壓、中電流、中功率、中安全性部件，例如控制系統(tǒng)、空調(diào)、門控系統(tǒng)、空氣壓縮機(jī)等部件。C類線纜用于低電壓、小電流、小功率、低安全性部件，例如照明系統(tǒng)、乘客信息系統(tǒng)、司機(jī)室等部件。

線槽布線區(qū)根據(jù)線纜的分類，線槽底部開(kāi)孔一側(cè)向封閉一側(cè)依次分為H、A、B、C類電纜布線區(qū)，用于布置不同電壓等級(jí)和功率的線纜。

3 電纜布線的工藝要求

（1）敷設(shè)在空氣中的電纜需確保工作時(shí)產(chǎn)生的熱量能有效散發(fā)至周圍空氣中，工藝要求如下：該電纜與相鄰的各方向管壁之間的間距至少等于電纜外徑；該電纜與各方向上任一鄰近電纜的間距至少等于相鄰電纜外徑的總和；電線、電纜和分支接頭的總截面積（包括外護(hù)層）不應(yīng)超過(guò)該布線區(qū)域內(nèi)截面積的75%。

不同載流量或功率等級(jí)電纜鋪設(shè)時(shí)需要留有間距，以保證安全隔離，所要求的距離理論上取決于功率、頻率、并行敷設(shè)的長(zhǎng)度及輻射抗擾度，其最小間距應(yīng)按表1選取。

表1規(guī)定的最小間距可用在不同種類的電纜交叉的情況，當(dāng)不同種類的電纜在線槽外部不可避免需要交叉時(shí)，則電纜之間需要呈直角交叉。

不同種類的電纜的最小間距無(wú)法達(dá)到的情況下，電纜應(yīng)用金屬管道、金屬隔板、金屬導(dǎo)管或整體屏蔽（與城軌車輛接地相連）等進(jìn)行隔離。

（2）電纜布線應(yīng)考慮預(yù)計(jì)在城軌車輛上可能產(chǎn)生的特殊應(yīng)力。線纜的布置應(yīng)自然平直，不得產(chǎn)生扭絞、打圈的情況，也不應(yīng)受到外力的擠壓和損傷。線纜使用扎帶綁扎的方式固定在線槽上，扎帶需防腐、防火，對(duì)自然條件具有抵抗性。不能損傷電纜或使其特性惡化。因線槽上沒(méi)有綁扎孔，所以需要在布線12 h前粘貼塑料扎帶座，以保證扎帶座粘貼牢固。電纜綁扎時(shí)，對(duì)于線槽水平敷設(shè)的電纜綁扎距離應(yīng)為300 mm，緊靠線槽終端處的扎帶座離端部距離應(yīng)為150 mm。線纜綁扎時(shí)，綁扎要牢固不松脫，在纜線進(jìn)出線槽部位、轉(zhuǎn)彎處也應(yīng)綁扎固定，避免拉伸、摩擦造成線纜表皮或線芯功能性損傷。保證線纜在電氣連接使用時(shí)，不能由于動(dòng)態(tài)（如預(yù)期的沖擊、振動(dòng)、車體運(yùn)動(dòng)等）負(fù)載而被無(wú)意識(shí)地?cái)嚅_(kāi)或中斷。線纜從線槽分線箱彎曲出線時(shí)，需要注意保證電纜的彎曲半徑不應(yīng)超過(guò)線纜自身彎曲標(biāo)準(zhǔn)的最低要求。對(duì)于WDZ系列電纜：當(dāng)電纜直徑（D）小于或等于20 mm時(shí)，非屏蔽線纜最小彎曲半徑應(yīng)大于4D（屏蔽電纜的最小彎曲半徑應(yīng)大于6D）；當(dāng)電纜直徑（D）大于20 mm時(shí)，最小彎曲半徑應(yīng)大于6D（屏蔽線纜的最小彎曲半徑應(yīng)大于8D）。對(duì)于EN系列的標(biāo)準(zhǔn)線纜，當(dāng)電纜直徑（D）小于或等于12 mm時(shí)，非屏蔽線纜最小彎曲半徑應(yīng)大于4D（屏蔽電纜的最小彎曲半徑應(yīng)大于10D）；當(dāng)電纜直徑（D）大于12 mm時(shí)，最小彎曲半徑應(yīng)大于5D（屏蔽線纜的最小彎曲半徑應(yīng)大于10D）。

（3）城軌車輛電纜除用于輸電、變電、電能采集、電氣控制或系統(tǒng)監(jiān)控外，不能用作其他用途。

（4）為保證線槽布線的準(zhǔn)確性，制定以下工藝步驟：①每束線纜的制作應(yīng)有一個(gè)線纜標(biāo)簽，線纜標(biāo)簽記載有物料編碼、項(xiàng)目號(hào)、車次號(hào)、線纜的長(zhǎng)度、線纜規(guī)格型號(hào)、一端到另一端的位置及連接器點(diǎn)位、線槽布置區(qū)域、電壓等級(jí)、線纜的根數(shù)、序列號(hào)（2個(gè)設(shè)備之間的電纜不止一束，要加序列號(hào)加以區(qū)分）；端部出線的長(zhǎng)度等信息。②輸出工藝布線表。布線表需要提供線槽、線束號(hào)、線纜數(shù)量、線型、線號(hào)、線纜長(zhǎng)度、設(shè)備位置、連接器點(diǎn)位及名稱說(shuō)明、線纜線槽走線路徑等信息。③輸出中央線槽組裝的工藝規(guī)程，包含中央線槽組裝的物料及組裝尺寸等信息（如“L”形金屬隔板、禁固螺栓、平墊、彈墊等），各個(gè)線槽出線口位置應(yīng)標(biāo)注信息。④線纜校線，根據(jù)布線表檢查電纜線型是否正確、電纜標(biāo)簽是否有錯(cuò)誤、電纜是否有絕緣層破損的現(xiàn)象、電纜長(zhǎng)度是否正確、出線口是否正確、出線口預(yù)留長(zhǎng)度是否正確。⑤線槽組裝，將中央線槽擺放到組裝臺(tái)位后，按照中央線槽組裝圖樣中的件號(hào)對(duì)隔板進(jìn)行擺放，然后用螺栓緊固件將隔板固定，畫好防松標(biāo)記，安裝完成后，在AB區(qū)之間的隔板套上整條密封條，隔板端部縫隙用西卡膠進(jìn)行密封。按照中央線槽組裝圖樣中的件號(hào)依次安裝軟管接頭、電纜旋緊件、減徑環(huán)、封堵、金屬鎖緊螺母等布線配件。對(duì)封閉一側(cè)的布線區(qū)域需要粘貼扎帶座，粘貼扎帶座之前，先用無(wú)紡布和酒精對(duì)線槽進(jìn)行清潔，B區(qū)貼2列扎帶座，行距為300 mm，C區(qū)貼1列扎帶座，行距為300 mm，用打膠器將西卡膠均勻涂在扎帶座底部，然后粘貼到線槽上，12 h內(nèi)不允許觸動(dòng)扎帶座，以保證粘貼牢固。⑥按照線槽分區(qū)（H、A、B、C）的順序依次對(duì)各個(gè)線槽分區(qū)進(jìn)行布線。在各分區(qū)布線時(shí)，應(yīng)按照先布線徑較大的電纜，再布線徑較小的電纜，先布長(zhǎng)度較長(zhǎng)的電纜再布電纜，長(zhǎng)度較短的電纜的原則進(jìn)行布置，電纜布線時(shí)要避免交叉，整體平齊美觀，不能有凌亂感，線槽端部及中部根據(jù)布線表及機(jī)械組裝時(shí)畫好的出線口位置進(jìn)行布置。⑦電纜綁扎。每個(gè)線槽分區(qū)的電纜布線完成后，從端部開(kāi)始使用扎帶以每段間隔300 mm的距離進(jìn)行綁扎，線纜綁扎要牢固，確保在預(yù)期的沖擊、振動(dòng)、車體運(yùn)動(dòng)中也不會(huì)松動(dòng)。使用扎帶槍將多余的扎帶剪掉。檢查扎帶的剪口是否平齊，不能有劃傷線纜的隱患。

4 布線的防護(hù)及注意事項(xiàng)

（1）線纜在整個(gè)布線過(guò)程中不應(yīng)有被重物擠壓、磨、刮、蹭、拖等造成的損傷。

（2）線纜布線前應(yīng)確保表皮沒(méi)有鼓包、龜裂、破皮。同時(shí)，線纜不得有斷股、斷裂的情況。

（3）線纜標(biāo)簽應(yīng)顯示清晰，不能有油污、模糊等影響信息辨認(rèn)的異常。

（4）線槽布線區(qū)域、端部、分線盒均保持清潔，不能有灰塵。確保線槽平整，不能彎曲變形，內(nèi)壁無(wú)毛刺、無(wú)金屬異物，“L”形金屬隔板的接縫處緊密平直，線槽端部不能有翹腳，避免刮傷線纜。

（5）線纜穿過(guò)中央線槽的線槽邊緣、“L”形隔板的連接處及各出線口的位置容易發(fā)生較大的摩擦，容易造成線纜破皮?？梢酝ㄟ^(guò)在上述位置處粘貼布基膠布、保護(hù)膠條或帶骨保護(hù)條等方式，防止線纜與上述位置發(fā)生接觸，保護(hù)線纜不被劃傷、破皮。同時(shí)，需要注意檢查所有保護(hù)膠條是否黏接牢固，避免增加新的摩擦源。

（6）電纜束穿過(guò)分線盒出線孔時(shí)，由于電纜束外徑和出線孔截面相差不多，因此必須2個(gè)人同時(shí)配合操作，保證電纜束和出線孔呈垂直狀，然后慢慢抽動(dòng)直至穿越完成。整個(gè)穿越過(guò)程中，必須保證電纜和出線孔邊緣不能出現(xiàn)相互摩擦，并且還應(yīng)該檢查出線孔周圍電纜表面是否有破損現(xiàn)象，如果出現(xiàn)破損則必須進(jìn)行更換處理，也可以采用編織網(wǎng)輔助法，就是先用編織網(wǎng)將電纜束綁扎緊湊，穿越完成后將輔助用編織網(wǎng)退出。

（7）控制線纜及信號(hào)線纜在端部出線時(shí)，采用密封模塊芯層緊箍住波紋管，安裝在中央線槽端部安裝框架內(nèi)，然后采用將端部電纜穿出波紋管的方式來(lái)避免線纜與尖銳金屬接觸，從而起到保護(hù)線纜的作用。

（8）對(duì)于電纜的保護(hù)，還有PMA管保護(hù)、編織網(wǎng)保護(hù)、膠皮膠帶保護(hù)的方法。PMA管（波紋管）的作用是保護(hù)、防水、防塵；編織網(wǎng)主要是用來(lái)保護(hù)電纜、防摩；橡膠皮主要是用來(lái)保護(hù)電纜、防摩；蛇形管主要用來(lái)保護(hù)電纜、防摩；膠皮保護(hù)條一般用于線槽電纜保護(hù)。

（9）布線完成后，需要使用白布帶或絕緣膠布對(duì)線槽端部及各出線口的線纜進(jìn)行臨時(shí)綁扎，線纜擺放時(shí)不能直接擺放在地面上，需要在地板上放置保護(hù)膠皮，線纜布線后擺放在保護(hù)膠皮上。擺放時(shí)注意平整，避免打絞造成應(yīng)力損傷。

5 結(jié)論

軌道車輛設(shè)備連接的線纜大都布置在中央線槽并安裝在車輛的底架上，線纜的種類、數(shù)量非常多，如果線纜在使用過(guò)程中出現(xiàn)異常，更換維護(hù)會(huì)存在非常大的困難。這就要求我們?cè)诰€槽布線過(guò)程中嚴(yán)格按照工藝標(biāo)準(zhǔn)要求及步驟作業(yè)，并在布線過(guò)程中注意線纜的防護(hù)，規(guī)避質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，保證布線質(zhì)量，避免出現(xiàn)因布線的不規(guī)范操作導(dǎo)致返工維修或質(zhì)量事故，保證質(zhì)量生產(chǎn)安全。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]EN 50343—2003，鐵路應(yīng)用機(jī)車車輛布線規(guī)則[S].

[2]曾青中，韓曾盛.城市軌道交通車輛[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2016.

[3]高爽.地鐵車輛構(gòu)造與維修管理[M].北京：中國(guó)鐵道出版社，2003.

[責(zé)任編輯：鐘聲賢]