城市軌道交通車輛電氣配線系統(tǒng)設(shè)計研究

陳亞民

摘 要：對城市軌道交通而言，車輛電氣配線系統(tǒng)可謂是保障車輛乃至整個軌道交通體系正常、穩(wěn)定、高效運行的基礎(chǔ)，故而加強對其的設(shè)計十分有必要。本文將從整體電氣設(shè)備配備設(shè)計、電氣設(shè)備布線設(shè)計及注意事項等方面，對城市軌道交通車輛電氣配線系統(tǒng)設(shè)計展開探討，但愿能為城軌交通運輸事業(yè)發(fā)展起到些許幫助。

關(guān)鍵詞：城市軌道交通車輛;電氣配線系統(tǒng);設(shè)計

軌道交通車輛電氣配線系統(tǒng)直接關(guān)系到車輛運行性能、穩(wěn)定、可靠、安全等，是保障軌道交通運輸事業(yè)穩(wěn)定發(fā)展的重要基礎(chǔ)。車輛電氣配線系統(tǒng)設(shè)計受多方面因素影響，如整車結(jié)構(gòu)、運行環(huán)境、性能要求、施工及檢修維護等，整體設(shè)計難度較大，但凡其中任一環(huán)節(jié)存在問題，都可能導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性受影響，進而威脅城市軌道交通安全，必須對其進行科學(xué)設(shè)計。

一、城市軌道交通車輛電氣配線系統(tǒng)的整體電氣設(shè)備配備設(shè)計

（一）電氣設(shè)施設(shè)備結(jié)構(gòu)

對軌道交通車輛電氣配線系統(tǒng)電氣設(shè)施設(shè)備結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計而言，一定要以保障系統(tǒng)集中、緊湊為基礎(chǔ)設(shè)計原則，從而適應(yīng)空間有限的車輛。對此，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮和設(shè)計主要設(shè)備與大型設(shè)備，通常將這些設(shè)備設(shè)計在車輛下部，或者將它們進行隔離，以免它們占據(jù)大量車輛空間并影響車輛功能。針對部分噪聲和振動較大的電氣部件，也應(yīng)當(dāng)遵循這一設(shè)計原則，以免對乘客造成影響。另外對功能性、舒適性的電氣設(shè)備，則應(yīng)當(dāng)對整個列車進行全面考量，基于列車系統(tǒng)進行合理布置，盡量充分發(fā)揮這些電氣設(shè)備的作用。譬如水和衛(wèi)生系統(tǒng)這種服務(wù)性的電氣設(shè)備，一般置于列車兩端，既方便乘客使用，也不影響乘客乘坐舒適性。

（二）電氣設(shè)備設(shè)置

在對電氣設(shè)備進行設(shè)置時，應(yīng)當(dāng)從多個方面進行綜合考慮，合理規(guī)劃，高效配置。首先需要從整體上進行統(tǒng)籌規(guī)劃，綜合考慮系統(tǒng)設(shè)置要求以及車型特點，將功能類似的車輛進行組合，同時對車輛進行模塊化分區(qū)，從而實現(xiàn)系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理。分線裝置作為車輛電氣配線系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵，需要確保各裝置被科學(xué)設(shè)計于車輛合適位置，包括車上、車下、車前、車后等，如電力和控制連接器設(shè)置在車端位置，配電盤設(shè)置在車上位置。另外還需要合理設(shè)計走線路徑，既要確保走線滿足系統(tǒng)運行要求，同時還要保證美觀、安全和質(zhì)量。首先根據(jù)車輛結(jié)構(gòu)、配線要求等，在車輛上設(shè)計專用的線槽、線管、走線支架等，用于規(guī)范走線路徑，而且需要確保這些走線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)不存在傷線隱患。對走線路徑上的結(jié)構(gòu)、配件表面進行加工處理，主要是進行圓滑作業(yè)施工，確保不會對線纜以及人員造成傷害。而且在走線路徑設(shè)計時還應(yīng)當(dāng)對路徑上及周圍的防護區(qū)域防護措施進行明確設(shè)計，以免走線施工過程中對車輛系統(tǒng)造成影響。另外電氣接線連接方式的設(shè)計也十分重要，在實際設(shè)計時應(yīng)當(dāng)以功能要求為基礎(chǔ)，并對各種實際情況進行合理設(shè)計。如果需要應(yīng)用接線端子，則需要以電流大小、進出線數(shù)為基礎(chǔ)合理選擇接線端子，以保障質(zhì)量和減少型號為重要設(shè)計原則。如果是對電氣箱、控制箱以及各種柜臺和被控制設(shè)備進行連接，通常需要選用接線端子排或者工業(yè)連接器，而且應(yīng)當(dāng)充分考慮后者在線路校對、耐壓試驗方面的優(yōu)勢。在進行接線端子、連接器等的選型設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)以技術(shù)性能為基礎(chǔ)，以車型配件互換為參考，盡量不選用同種異型端子。

（三）電氣走線結(jié)構(gòu)和功能空間

電氣走線結(jié)構(gòu)直接關(guān)系到整個電氣配線系統(tǒng)的運行穩(wěn)定與可靠，更關(guān)系到整個軌道交通車輛的結(jié)構(gòu)合理性，必須進行合理設(shè)計。在實際設(shè)計時一般選用封閉式線槽結(jié)構(gòu)，同時基于配線電壓等級對高壓、低壓回路線槽進行科學(xué)設(shè)計。另外還需要對電氣配線系統(tǒng)的功能空間進行合理設(shè)計，包括安裝、操作、防護和密封、觀察檢查等功能，從而更好的支持電氣配線系統(tǒng)設(shè)計、安裝、檢修與維護。

二、城市軌道交通車輛電氣設(shè)備布線設(shè)計

（一）電線槽布線設(shè)計

使用電線槽作為布線設(shè)計的基礎(chǔ)，具有隱藏線路、保護電線、節(jié)約空間、施工簡單、管理方便等優(yōu)勢，而且在實際設(shè)計時通常將其設(shè)計于車下位置。根據(jù)配線設(shè)計要求以及車輛材質(zhì)，可以合理選擇鋁質(zhì)或者鋼質(zhì)電線槽。其中前者質(zhì)量更輕，隱藏線路作用更佳，不過成本也更高，多用于空間較大區(qū)域;而后者由于易變形性良好，能夠用于較小空間，安裝更為靈活。為了避免線路耦合，應(yīng)當(dāng)盡量將不同性質(zhì)、不同受壓線路加以隔離。至于電線槽的尺寸，可以直接通過電線數(shù)量及電線橫截面積進行計算，另外在有必要時還可以對橫截面進行變形處理，從而更好的滿足電線槽布線需求。

（二）電線管布線設(shè)計

電線管與電線槽的作用基本一致，只不過前者美觀性稍弱，但是更便于維修。為了減少車輛重量，城市軌道交通車輛上的電線管多為鋁質(zhì)線管。電線管設(shè)計應(yīng)當(dāng)以緊湊為重要原則，同時對館內(nèi)電線電纜空間位置進行合理布置，在需要將電線管和車下電氣設(shè)備相連時可以設(shè)置分線箱。

（三）分線箱布線設(shè)計

分線箱同樣有鋁質(zhì)和鋼制兩種，在城市軌道交通車輛電氣配線設(shè)計中通常選用鋼制分線箱。根據(jù)實際需求，可以設(shè)計出不同形狀的分線箱，不過通常設(shè)計為長方體。在設(shè)計分線箱尺寸時需要綜合考慮電線電纜橫截面積、數(shù)量、借口空間、檢修空間等因素。另外在車鉤與轉(zhuǎn)向架周圍設(shè)置分線箱時，應(yīng)當(dāng)將其與前二者的距離嚴(yán)格控制于9～12cm范圍內(nèi)。

三、城市軌道交通車輛電氣配線系統(tǒng)設(shè)計注意事項

（一）全面做好相關(guān)防護工作

在進行電氣配線系統(tǒng)設(shè)計時，出于安全考慮一定要全方面做好相關(guān)防護工作。首先應(yīng)當(dāng)加強接地保護，保障接地安全。通過合理設(shè)計線路，對匯流箱、配電盤等需要進行接地保護的電氣設(shè)備進行有效保護。其次需要適當(dāng)隔離設(shè)備與線路。當(dāng)設(shè)備和線路相距較近時，為了避免信號耦合、干擾等情況，需要利用隔離器加以隔離。針對噪聲大的設(shè)備，也可在有需要的情況下對其進行隔離。另外還需要做好軌道交通車輛電氣配線系統(tǒng)的防火保護、耐寒耐熱等保護工作。

（二）做好電氣配線測試工作

在進行軌道交通車輛電氣配線系統(tǒng)設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)對相應(yīng)的電氣配線測試方法加以確定，從而在系統(tǒng)建設(shè)結(jié)束后及時進行測試，確保系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運行。傳統(tǒng)電氣配線測試方法主要是采用校線儀進行手工測試，效率較低，同時容易因為人為因素影響測試結(jié)果可靠性。對此，可以在設(shè)計時便可以對章魚試驗法的試驗內(nèi)容，試驗設(shè)備，以及包含導(dǎo)通測試、絕緣耐壓測試、電阻測試及二極管與繼電器測試在內(nèi)的試驗方法加以規(guī)范化設(shè)計，實現(xiàn)對電氣配線的自動化測試。

四、結(jié)束語

綜上可知，車輛電氣配線系統(tǒng)是城市軌道交通系統(tǒng)中的重要組成部分，對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運行有著巨大影響。從設(shè)計處入手，全面加強和優(yōu)化軌道交通車輛電氣配線系統(tǒng)設(shè)計，同時結(jié)合時代、軌道交通運輸事業(yè)、信息技術(shù)、電氣配線技術(shù)等的發(fā)展，不斷完善設(shè)計，是確保城軌交通系統(tǒng)正常高效運行的有效手段。

參考文獻：

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