城轨地铁车辆司机室电气柜模块化设计

洪金凤++夏冰++王大朋

摘 要：司机室电气柜模块化是强化城轨地铁车辆设计理念的重要环节。框架设计、电气设计、布线设计是司机室电气柜设计必不可少的三个重要环节，从这三个方面剖析司机室电气柜模块化设计理念对于促进精益生产、提高效率是很有必要的。

关键词：司机室电气柜模块化；框架设计；电气设计；布线设计；城轨地铁

中图分类号：U260.32 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）06-0077-02

1 概述

司机室电气柜位于司机室内，柜内布置网络、牵引、PIS、火警等设备，以及电气柜原理图所包含的微型断路器和继电器、接触器、连接电缆等，负责列车司机室控制系统。司机室电气柜是城轨地铁车辆必不可少的组成部分，它囊括了80%的司机室电气设备和控制逻辑单元。司机室电气柜设计是否合理，关系到车辆运行性能好坏，司机室空间利用是否合理等。

司机室电气柜模块化设计能够简化电气柜内部电气排布；固化司机室电气柜和车辆之间的机械和电气接口；节省工时，提高效率，促进精益生产，满足人机工程学要求[1]。

以天津地1号线东延项目为例，阐述司机室电气柜模块化设计理念。

2 司机室电气柜框架设计

天津地铁1号线东延项目司机室电气柜的外形尺寸为：465mmX700mmX1850mm；柜体主体结构选用厚4mm、宽40mm、材质为5754-H111的铝合金折弯型材，采用不锈钢铆钉铆接组成的框架结构，尺寸公差满足ISO 2768-mk，表面处理方式采用静电喷塑，颜色与美工方案保持一致。司机室电气柜实际上是一个可以承重200Kg电气件的铝合金框架。相对于普通碳钢焊接结构具有重量轻、耐腐蚀、韧性好、美观大方等特点。

司机室电气柜面板采用鋁合金板体，四周翻边，左侧采用不锈钢铰链与柜体链接，右侧采用7mm四方压紧锁实现打开与闭合的固定，右侧采用空心胶条保证锁闭时严实合缝，防止因车辆的震动噪音的产生。面板表面处理工艺为：表面打砂、氧化，面板上的标识采用腐蚀刻字的形式，经久耐用，如图1所示。

司机室电气柜体底部4个安装孔与车体防转槽通过M10紧固件固定，左侧的2个固定孔通过支架与车体侧墙C型槽固定，并且采用M8紧固件紧固，柜体与车体之间通过接地线进行接地保护，如图2所示。防转槽的优点在于：可将六角螺母直接塞进防转槽内，底座保持水平，司机室电气柜可在防转槽面上随意挪动，有助于电气柜安装时调节安装位置，降低操作者劳动强度。

3 司机室电气柜电气设计

为了最大限度地利用柜内空间，司机室电气柜分为三层，即面板、司机室侧安装板、客室侧安装板，如图3所示。司机室电气柜面板的电气元件主要是不经常操作的按钮、旋钮，较为重要的断路器以及网压表、110V电压表，面板上的设备可通过检查门上的明窗直接观察车辆运行情况。司机室侧安装板上的设备依次为：端子排、断路器、继电器、网络通信模块、PIS主机。客室侧电气柜安装板上的设备依次为端子排、继电器。端子排、断路器、继电器、接触器全部采用滑轨式安装，易于更换。根据供电方式、功能组不同，将断路器、继电器、接触器分门别类放置。

4 司机室电气柜布线

司机室电气柜布线在司机室电气柜模块化中有着举足轻重的作用。司机室电气柜布线除了要考虑最短路径和美观外还要考虑电磁兼容问题。为了方便布线，在司机室电气柜周围铺设线槽，根据线槽内线缆不能超过线槽横截面积的70%的原则，选择宽度为40mm、深度为80mm的线槽。

为了避免电磁干扰，线槽内不同类型的线缆分开放置或者应用屏蔽网管隔离。司机室电气柜布线遵循EN 50343标准[2]，电缆可分为三类，如表1所示。

不同种类的电缆应单独铺设，最小距离见表2。

5 结语

本文通过对司机室电气柜框架设计、电气设计、布线设计的阐述，进一步介绍了模块化设计理念，此设计理念已经在天津地铁1号线东延项目、伊兹密尔项目等司机室电气柜的设计中得以运用，并取得了很好的效果。模块化在城轨地铁车辆设计中起着举足轻重的作用，它可以降低劳动强度，节省工时、提高效率，是精益生产发展的必然趋势。

参考文献

[1]徐红星，鲍伟兵.基于模块化的车载电气柜设计与研究[J].中国铁道学会车辆委员会动车、客车学术交流会，2012.

[2]EN 50343-2014.铁路应用——机车车辆布线规则.