基于城市軌道交通電氣安全技術(shù)分析

梁曉明

摘 要：在科學(xué)技術(shù)不斷更新發(fā)展影響下，城市軌道交通電氣類型也逐漸增多，其相關(guān)特性也存在明顯差異。城市軌道交通是實(shí)現(xiàn)城市連接的重要方式，其系統(tǒng)中相對(duì)復(fù)雜的是公交系統(tǒng)，主要以其自身的優(yōu)勢(shì)備受認(rèn)可，即速度快與載客量比較大。交通工具的快速穩(wěn)定運(yùn)行是基于電氣系統(tǒng)加以運(yùn)行，為了確保城市軌道交通安全，需要強(qiáng)化對(duì)電氣安全技術(shù)應(yīng)用的重視。據(jù)此，本文主要對(duì)基于城市軌道交通的電氣安全技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通 電氣安全 技術(shù)

中圖分類號(hào)：U266 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）12（a）-00-02

1 城市軌道交通電氣安全系統(tǒng)

1.1 牽引制動(dòng)系統(tǒng)

在城市軌道交通中，控制車輛的牽引與制動(dòng)系統(tǒng)是不可或缺的重要組成部分，其中牽引與制動(dòng)系統(tǒng)是確保車輛得以正常有序運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)條件，同時(shí)也是車輛的核心技術(shù)。通常狀況下，城市軌道交通主要是利用設(shè)備組件的彼此摩擦碰撞，或者是組件與空氣的摩擦碰撞以實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。在城市軌道交通中，車輛牽引力可以直接性效果，要想具備充足的運(yùn)輸能力，就必須具備強(qiáng)大牽引力的車輛。無論車輛的牽引力大小都會(huì)對(duì)城市軌道交通電氣安全運(yùn)行造成直接性影響。

1.2 輔助車輛供電系統(tǒng)

城市軌道交通電氣系統(tǒng)的安全運(yùn)行需要以電力充分作為輔助，所以，電力安全系統(tǒng)應(yīng)為城市軌道交通車輛提供足夠的電力資源，同時(shí)還要為車輛內(nèi)部設(shè)施設(shè)備提供電力，尤其是照明燈與空調(diào)等。城市軌道交通供電系統(tǒng)主要是基于設(shè)施設(shè)備所需電力類型提供電力資源，在供電時(shí)輸出的是直流電。

1.3 車門控制系統(tǒng)

城市軌道交通電氣安全系統(tǒng)中，車門控制系統(tǒng)主要是為了便于乘客上下車，由于車輛行駛時(shí)，對(duì)站點(diǎn)人員比較密集的地方，停車就會(huì)更加頻繁，所以，為了確保車輛運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，必須嚴(yán)格控制車門開關(guān)系統(tǒng)。

1.4 傳動(dòng)系統(tǒng)

城市軌道交通的安全穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)與車輛傳動(dòng)系統(tǒng)之間息息相關(guān)，城市軌道交通電氣安全系統(tǒng)想要滿足車輛多元化需求，就必須確保電氣安全系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性。城市軌道交通系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對(duì)繁雜，由于一些站點(diǎn)乘客較多，車輛需要頻繁停車，站點(diǎn)距離過短，對(duì)此在固有運(yùn)行模式下，城市軌道交通運(yùn)行車輛必須基于安全穩(wěn)定的傳動(dòng)系統(tǒng)為載體。同時(shí)，為了進(jìn)一步滿足城市軌道交通車輛的電氣安全需求，還需要進(jìn)一步保證傳動(dòng)系統(tǒng)具備強(qiáng)大的工作能力。

2 基于城市軌道交通的電氣安全技術(shù)

2.1 工作接地

2.1.1 高壓回流接地

高壓回流接地主要目標(biāo)就是把接觸網(wǎng)中所獲取的電流引進(jìn)軌道中，回流到變電所，以此形成回路，確保電路正常接通。此電路設(shè)計(jì)需要保障所有電流都可以回流到電源中，不會(huì)造成損壞與觸電威脅?；亓鹘拥仉娎|阻抗應(yīng)盡量處于較低狀態(tài)。其中，至少有兩個(gè)不同通路同時(shí)進(jìn)行電流回流，以此確保不會(huì)由于其中一個(gè)失敗而造成危險(xiǎn)。而且實(shí)現(xiàn)電力回流的主要方式是所有電路分別和母線相連接，母線與車身、所有外露導(dǎo)電元件保持絕緣狀態(tài)，與電流回流集電器保持有機(jī)相連。

2.1.2 低壓工作接地

低壓工作接地主要是為了給低壓電路提供基準(zhǔn)電位，也是分散信號(hào)的回流通道。電路同時(shí)使用一根接地線，因?yàn)樽杩梗蠖穗娐冯娏鳢B加在前端電路地線阻抗上，在后端電路電流發(fā)生變化時(shí)，會(huì)直接影響前端電路地線的上壓降，以此對(duì)前端負(fù)載的工作電壓造成影響，這就是所謂的共組抗干擾。在高頻信號(hào)發(fā)生作用的時(shí)候，地線阻抗主要受感抗影響，此時(shí)干擾會(huì)更加突出。在實(shí)際電路中，應(yīng)避免共阻抗干擾，特別是數(shù)字信號(hào)對(duì)于模擬信號(hào)的干擾。所以，數(shù)字信號(hào)與模擬信號(hào)應(yīng)單獨(dú)接地。

2.2 安全接地

2.2.1 人身安全保護(hù)

首先，人體阻抗。人體阻抗是就個(gè)人具體體質(zhì)，阻抗不同，電氣也會(huì)存在較大差異。施加的電壓越大，阻抗就會(huì)越小，而電壓頻率越大，皮膚的阻抗就會(huì)越小。施加的電壓接觸面積越大，阻抗就會(huì)越小。施加的電位不同，阻抗也會(huì)不同。其次，車輛接地措施。為了避免相關(guān)人員受城市軌道交通車輛電氣設(shè)備的電擊危害，車輛中所有容易被接觸的電氣設(shè)備都會(huì)安裝到箱體與內(nèi)裝板中，金屬箱體明確要求通過接地線與車體相連接，車體則通過接地線和回流軸端之間相互連接，以此與鐵軌實(shí)現(xiàn)導(dǎo)通，促使車體、箱體與鐵軌等電位。如果出現(xiàn)設(shè)備漏電現(xiàn)象，由于人體阻抗明顯大于車體、接地線等的串聯(lián)阻抗，通過人體電流能夠嚴(yán)格控制在安全范圍之內(nèi)。

2.2.2 設(shè)備安全保護(hù)

第一，防雷接地。受電弓的后端位置安裝金屬氧化物避雷器，以此保證車輛電氣設(shè)備不會(huì)受到雷擊過電壓造成損傷，同時(shí)還可以有效限制續(xù)流持續(xù)時(shí)間與幅度。第二，高壓設(shè)備外殼接地。避免外殼上留下電荷，過多累積。在設(shè)備絕緣損失導(dǎo)致外殼上帶電的時(shí)候，啟動(dòng)電源保護(hù)動(dòng)作，及時(shí)切斷電源。屏蔽設(shè)備的巨大電場(chǎng)。

2.3 屏蔽接地

2.3.1 集膚效應(yīng)

在變電流通過導(dǎo)體的時(shí)候，電流會(huì)逐漸趨向于導(dǎo)體表面流過，就是所謂的集膚效應(yīng)。頻率越高，那么效應(yīng)就會(huì)愈發(fā)明顯。所以高頻信號(hào)接地電纜應(yīng)選擇表面積比較大的編織接地線。

2.3.2 電場(chǎng)屏蔽

在屏蔽層沒有接地的時(shí)候，電路等效電路中，騷擾源電路的電壓可以通過導(dǎo)線與屏蔽層的耦合電容發(fā)生耦合，展現(xiàn)在屏蔽層，并通過屏蔽層與其他導(dǎo)線再次發(fā)生耦合，以此對(duì)導(dǎo)線的電路造成干擾。而屏蔽層接地后，相當(dāng)于短路，耦合電容短接到地，無法把騷擾傳導(dǎo)給導(dǎo)線。所以，電場(chǎng)屏蔽只需要把屏蔽層單端進(jìn)行接地就可以，還要選擇屏蔽編制層緊密的電纜，芯線不能外露到屏蔽層之外。

2.3.3 磁場(chǎng)屏蔽

在屏蔽層外面，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與回流之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)可以相互抵消，以此發(fā)揮磁場(chǎng)屏蔽作用。據(jù)此作為主動(dòng)屏蔽，被動(dòng)屏蔽原理也是如此。在頻率比較低的時(shí)候，回流大多數(shù)會(huì)經(jīng)過地線傳回到電源的負(fù)極上。而在頻率比較高的時(shí)候，屏蔽層接地應(yīng)選擇雙端接地，或者是采用雙端接電源的負(fù)線。

2.3.4 地環(huán)路對(duì)屏蔽的影響

如果接地點(diǎn)之間出現(xiàn)壓降，則會(huì)漸漸形成環(huán)路。也就是在負(fù)載上添加的電壓，除了信號(hào)源的有用電壓之外，還會(huì)出現(xiàn)噪聲電壓，所謂噪聲電壓就是噪聲電流和屏蔽層電阻的乘積，從中可知，地環(huán)路會(huì)大大削減屏蔽層的屏蔽性能與效果。

2.3.5 屏蔽接地方法

低頻電路就是頻率在1MHz以內(nèi)的電路，而高頻電路則是指頻率在1MHz以上的電路。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在城市軌道交通中，電氣系統(tǒng)處于核心地位，其直接影響著城市軌道交通運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性，為了確保乘客的人身財(cái)產(chǎn)安全，必須全面強(qiáng)化對(duì)城市軌道電氣系統(tǒng)安全的深入探究，在實(shí)踐應(yīng)用中，積極健全電氣設(shè)施設(shè)備，拓展電氣系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，并采取科學(xué)合理、行之有效的智能化安置模式。城市軌道交通系統(tǒng)是一項(xiàng)系統(tǒng)的、復(fù)雜的工程，所以，需要逐漸提高自身技術(shù)能力健全車輛設(shè)施設(shè)備。因此，不僅要采取電氣系統(tǒng)工作接地、安全接地、屏蔽接地等相關(guān)安全措施，還要加強(qiáng)城市軌道交通相關(guān)工作人員的安全培訓(xùn)，增強(qiáng)安全意識(shí)，加大安全宣傳力度，明令禁止乘客不能隨便觸碰城市軌道交通的內(nèi)部設(shè)施，從而全方位保障城市軌道交通出行的舒適性與安全性，進(jìn)一步滿足乘客的多元化需求。

參考文獻(xiàn)

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