地鐵屏蔽門接地淺析

裴 偉

（貴陽市城市軌道交通有限公司，貴州 貴陽 550000）

0 引言

地鐵屏蔽門安裝在站臺邊緣，乘客上下車時，接觸到車身外殼和屏蔽門是無法避免的。為了保證乘客上下車的安全，我國大部分地鐵運營線路都對屏蔽門進行了絕緣安裝，有的線路還將屏蔽門與軌道連接起來。然而，由于施工、環(huán)境等因素的影響，屏蔽門的絕緣極易失效，輕者屏蔽門結(jié)構(gòu)對相鄰的金屬構(gòu)件“打火”，乘客安全無法保障。嚴重的話，如果等電位連接在屏蔽門絕緣失效后任然繼續(xù)，雜散電流將通過屏蔽門串入地鐵線路，對沿線框架結(jié)構(gòu)鋼筋和金屬管線的壽命及運行的穩(wěn)定性帶來影響，可能造成重大的安全事故或經(jīng)濟損失。

1 屏蔽門絕緣失效原因分析

1.1 絕緣材料選擇不當

國家明文規(guī)定地鐵的絕緣性需要在0.5MΩ以上，如果使用的絕緣材料不符合國家標準，不僅會導致屏蔽門絕緣失效，還會影響屏蔽門的整體壽命。

1.2 絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，

絕緣間隙和爬電距離過小，導致絕緣失效。屏蔽門與軌道等電位連接后，在地與地之間產(chǎn)生約120V的電位差。絕緣間隙和爬距應根據(jù)電位差、空氣濕度、材料絕緣性能等參數(shù)確定。

1.3 環(huán)境因素

因地鐵洞體含有大量粉塵，日積月累會附著到絕緣件表面，另外，地下車站環(huán)境潮濕，在雨天，屏蔽門的絕緣電阻值容易降低或容易引起絕緣失效。且另外，列車停站時，車輛底部及上部有大量熱能排出，會使屏蔽門與車站建筑結(jié)構(gòu)之間的絕緣體變軟，還有絕緣材料長期受地鐵電磁場的影響，產(chǎn)生的離子弧和離子運動將嚴重侵蝕絕緣材料，降低其絕緣性能。

1.4 施工因素的影響

施工工序不合理。一般情況為屏蔽門施工完成后其它專業(yè)才進場，屏蔽門在絕緣地板施工過程中可能會有絕緣粘塵、絕緣帶與門檻間隙過小、其它設(shè)備與屏蔽門間隙過小、絕緣間隙有異物等情況出現(xiàn)，這些都會導致絕緣門絕緣不良。安裝的過程中，任何外部設(shè)備或材料與屏蔽門搭接，甚至門檻下混凝土碎料清理不徹底，也會使絕緣不徹底。

1.5 其它因素

清潔過程使用的清潔劑部分帶有腐蝕性，會影響屏蔽門的絕緣性能；絕緣子老化導致的絕緣性能下降也是不可避免的。

2 屏蔽門絕緣及安全解決方案

根據(jù)《地鐵設(shè)計規(guī)范》及相關(guān)IEC標準，人體直流安全電壓按120V考慮是可行的。當屏蔽門絕緣狀況不理想時，雖然人身安全沒問題，但還是可能被電擊或電麻的感覺，嚴重影響乘客乘坐的舒適性。我們試行屏蔽門與軌道未進行等電位連接，經(jīng)過一段時間的測量數(shù)據(jù)分析和運行分析，再結(jié)合別的地鐵站的設(shè)計做對比研究，證實對乘客乘車的安全影響較小，因此屏蔽門與鋼軌不作等電位連接是可行的?？梢栽谄帘伍T與鋼軌之間安裝電流或電壓檢測裝置，當檢測到異常時，軌道自動連接到車站接地網(wǎng)，以將軌道電位降低到安全電壓。

鋼軌和屏蔽門等電位連接時，鋼軌電位傳導到屏蔽門，乘客接觸到屏蔽門相當于在乘客和地之間加上了一個電壓（即鋼軌電位）。在這種情況下，屏蔽門必須絕緣安裝，根據(jù)前面的分析，絕緣電阻不能小于0.25 MΩ。這種絕緣不單是指地面，還包括側(cè)面和頂面。

2.1 屏蔽門非絕緣安裝（方案一）

屏蔽門非絕緣安裝：屏蔽門土建站臺板及土建頂梁間不做整體絕緣設(shè)計與安裝（如圖1所示），只對屏蔽門本體做局部絕緣處理，其結(jié)構(gòu)與大地直接連通。

需要采取絕緣的區(qū)域包括：門檻板、立柱裝飾板、門楣、滑動門、后封板等。同時，車輛的相應區(qū)域也必須進行絕緣，以避免屏蔽門的絕緣保護失效，這樣才能保證乘客的安全。

圖1 屏蔽門絕緣防護區(qū)域示意圖

2.1.1 門檻板的絕緣防護

門檻板的防護重點是滑動門和應急門的門檻板，其防護形式有如下兩種：

⑴ 碳鋼板支撐加絕緣防護層

用Q235碳鋼板支撐門檻板，確保屏蔽門和門檻板的整體鋼結(jié)構(gòu)的強度，并在表面覆蓋一層尼龍、絕緣橡膠等絕緣材料，既能絕緣又能防滑作用，更進一步保證乘客的安全。表面絕緣材料為了區(qū)別功能區(qū)域可以選擇不同的顏色。該結(jié)構(gòu)形式須重點關(guān)注表層絕緣材料的各項性能是否符合地鐵相關(guān)規(guī)范要求，如：絕緣性能、耐磨性能、耐老化性能，防火性能、阻燃性能等。另外絕緣材料的可維護性也必須提前考慮，這樣更加有利于絕緣層的后期維修和更換。

⑵ 門檻整體絕緣材料的選擇

門檻板整體都要選擇工程塑料、尼龍等絕緣性能好的材料，同樣也要考慮門檻的整體剛度、可加工性、耐磨性、耐老化、防火性等各項性能是否符合規(guī)范要求。還可以在門檻表面使用嵌入蝕刻（或沖壓）不繡鋼板，這樣外觀很有金屬質(zhì)感，也更耐磨。

2.1.2 立柱裝飾板的絕緣防護

乘客在乘車過程中極易碰到屏蔽門兩側(cè)的立柱裝飾板，因此立柱裝飾板裝一定要重點作絕緣防護，可以整體采用絕緣材料，并在其表面噴涂絕緣層。

2.1.3 門楣的絕緣防護

在乘客上下車時，碰到立柱、門檻的幾率較大，乘客觸摸和外物磕碰到門楣的幾率較小，因此可做內(nèi)襯碳鋼板，外噴絕緣層或透明絕緣薄膜的處理。這樣可使門楣與周邊其它結(jié)構(gòu)的整體外觀顏色一致，保證了屏蔽門的整體美觀。

2.1.4 滑動門的絕緣防護

乘客在乘車過程中最易觸摸到的就是滑動門門框，也最容易被其產(chǎn)生的電壓差傷害，且滑動門被外物磕碰的幾率較高，故應重點做好絕緣防護。而玻璃屬于絕緣體，門框才是最需重點防護的部位，可采用噴涂絕緣層、門框外表面粘貼絕緣防護薄膜等形式進行絕緣處理。

2.1.5 后封板的防護

被乘客碰觸后封板的概率較低，可采用碳鋼板內(nèi)襯，外噴絕緣漆、絕緣烤瓷。可使屏蔽門集中接地，滑動門絕緣隔離，既能保障乘客的乘車安全，也減少了雜散電流對車站建筑結(jié)構(gòu)的腐蝕。

2.2 屏蔽門絕緣安裝（方案二）

屏蔽門對大地絕緣安裝，絕緣電阻大于0.25MΩ，但不與鋼軌等電位連接，即屏蔽門懸浮安裝，屏蔽門與列車間的位置及電位如圖2所示。

圖2 方案二 屏蔽門與列車位置及電位關(guān)系

該方案雖然不能完全避免特殊情況的出現(xiàn)，但是絕緣失效對乘客安全的影響非常小。因為地鐵是一項公共安全工程，乘客的安全第一才是最重要的。因此，確保絕緣符合標準，保持長期有效性是其技術(shù)重點。所以要做好以下幾個方面：⑴ 嚴格施工管理。，對乘客可能觸及的區(qū)域，都進行有效的二次絕緣防護。⑵ 安排好屏蔽門與相關(guān)專業(yè)間的施工工序，并做技術(shù)交流。⑶ 在屏蔽門與鋼軌之間安裝電流或電壓檢測裝置。將臺邊緣距離屏蔽門1m左右的范圍內(nèi)設(shè)置為絕緣區(qū)域，可以避免乘客同時觸及站臺和列車，產(chǎn)生跨步電壓差，危及乘客安全，做法是在站臺裝飾層下鋪設(shè)絕緣層，或在裝飾層上鋪設(shè)絕緣地板，實現(xiàn)屏蔽門體與地面的絕緣。

3 結(jié)論

地鐵運營線路屏蔽門受到施工和周圍環(huán)境的影響，存在絕緣效果較差以及絕緣失效的問題。繼續(xù)將屏蔽門等電位連接到軌道容易導致牽引回流通過屏蔽門。影響車站金屬結(jié)構(gòu)、屏蔽門結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)的壽命和運行穩(wěn)定性，也容易導致火災等危險現(xiàn)象的發(fā)生，從而影響地鐵的安全運行。本文結(jié)合現(xiàn)場研究、測量數(shù)據(jù)分析和方案分析，建議屏蔽門和軌道不使用等電連接。為避免乘客跨步電壓，目前的絕緣帶區(qū)域應繼續(xù)作絕緣設(shè)計。