基于城市轨道交通电气安全技术分析

梁晓明

摘 要：在科学技术不断更新发展影响下，城市轨道交通电气类型也逐渐增多，其相关特性也存在明显差异。城市轨道交通是实现城市连接的重要方式，其系统中相对复杂的是公交系统，主要以其自身的优势备受认可，即速度快与载客量比较大。交通工具的快速稳定运行是基于电气系统加以运行，为了确保城市轨道交通安全，需要强化对电气安全技术应用的重视。据此，本文主要对基于城市轨道交通的电气安全技术进行了详细分析。

关键词：城市轨道交通 电气安全 技术

中图分类号：U266 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）12（a）-00-02

1 城市轨道交通电气安全系统

1.1 牵引制动系统

在城市轨道交通中，控制车辆的牵引与制动系统是不可或缺的重要组成部分，其中牵引与制动系统是确保车辆得以正常有序运转的基础条件，同时也是车辆的核心技术。通常状况下，城市轨道交通主要是利用设备组件的彼此摩擦碰撞，或者是组件与空气的摩擦碰撞以实现制动。在城市轨道交通中，车辆牵引力可以直接性效果，要想具备充足的运输能力，就必须具备强大牵引力的车辆。无论车辆的牵引力大小都会对城市轨道交通电气安全运行造成直接性影响。

1.2 辅助车辆供电系统

城市轨道交通电气系统的安全运行需要以电力充分作为辅助，所以，电力安全系统应为城市轨道交通车辆提供足够的电力资源，同时还要为车辆内部设施设备提供电力，尤其是照明灯与空调等。城市轨道交通供电系统主要是基于设施设备所需电力类型提供电力资源，在供电时输出的是直流电。

1.3 车门控制系统

城市轨道交通电气安全系统中，车门控制系统主要是为了便于乘客上下车，由于车辆行驶时，对站点人员比较密集的地方，停车就会更加频繁，所以，为了确保车辆运行的安全性与稳定性，必须严格控制车门开关系统。

1.4 传动系统

城市轨道交通的安全稳定运转与车辆传动系统之间息息相关，城市轨道交通电气安全系统想要满足车辆多元化需求，就必须确保电气安全系统的稳定性与安全性。城市轨道交通系统结构相对繁杂，由于一些站点乘客较多，车辆需要频繁停车，站点距离过短，对此在固有运行模式下，城市轨道交通运行车辆必须基于安全稳定的传动系统为载体。同时，为了进一步满足城市轨道交通车辆的电气安全需求，还需要进一步保证传动系统具备强大的工作能力。

2 基于城市轨道交通的电气安全技术

2.1 工作接地

2.1.1 高压回流接地

高压回流接地主要目标就是把接触网中所获取的电流引进轨道中，回流到变电所，以此形成回路，确保电路正常接通。此电路设计需要保障所有电流都可以回流到电源中，不会造成损坏与触电威胁。回流接地电缆阻抗应尽量处于较低状态。其中，至少有两个不同通路同时进行电流回流，以此确保不会由于其中一个失败而造成危险。而且实现电力回流的主要方式是所有电路分别和母线相连接，母线与车身、所有外露导电元件保持绝缘状态，与电流回流集电器保持有机相连。

2.1.2 低压工作接地

低压工作接地主要是为了给低压电路提供基准电位，也是分散信号的回流通道。电路同时使用一根接地线，因为阻抗，后端电路电流叠加在前端电路地线阻抗上，在后端电路电流发生变化时，会直接影响前端电路地线的上压降，以此对前端负载的工作电压造成影响，这就是所谓的共组抗干扰。在高频信号发生作用的时候，地线阻抗主要受感抗影响，此时干扰会更加突出。在实际电路中，应避免共阻抗干扰，特别是数字信号对于模拟信号的干扰。所以，数字信号与模拟信号应单独接地。

2.2 安全接地

2.2.1 人身安全保护

首先，人体阻抗。人体阻抗是就个人具体体质，阻抗不同，电气也会存在较大差异。施加的电压越大，阻抗就会越小，而电压频率越大，皮肤的阻抗就会越小。施加的电压接触面积越大，阻抗就会越小。施加的电位不同，阻抗也会不同。其次，车輛接地措施。为了避免相关人员受城市轨道交通车辆电气设备的电击危害，车辆中所有容易被接触的电气设备都会安装到箱体与内装板中，金属箱体明确要求通过接地线与车体相连接，车体则通过接地线和回流轴端之间相互连接，以此与铁轨实现导通，促使车体、箱体与铁轨等电位。如果出现设备漏电现象，由于人体阻抗明显大于车体、接地线等的串联阻抗，通过人体电流能够严格控制在安全范围之内。

2.2.2 设备安全保护

第一，防雷接地。受电弓的后端位置安装金属氧化物避雷器，以此保证车辆电气设备不会受到雷击过电压造成损伤，同时还可以有效限制续流持续时间与幅度。第二，高压设备外壳接地。避免外壳上留下电荷，过多累积。在设备绝缘损失导致外壳上带电的时候，启动电源保护动作，及时切断电源。屏蔽设备的巨大电场。

2.3 屏蔽接地

2.3.1 集肤效应

在变电流通过导体的时候，电流会逐渐趋向于导体表面流过，就是所谓的集肤效应。频率越高，那么效应就会愈发明显。所以高频信号接地电缆应选择表面积比较大的编织接地线。

2.3.2 电场屏蔽

在屏蔽层没有接地的时候，电路等效电路中，骚扰源电路的电压可以通过导线与屏蔽层的耦合电容发生耦合，展现在屏蔽层，并通过屏蔽层与其他导线再次发生耦合，以此对导线的电路造成干扰。而屏蔽层接地后，相当于短路，耦合电容短接到地，无法把骚扰传导给导线。所以，电场屏蔽只需要把屏蔽层单端进行接地就可以，还要选择屏蔽编制层紧密的电缆，芯线不能外露到屏蔽层之外。

2.3.3 磁场屏蔽

在屏蔽层外面，所产生的磁场与回流之间产生的磁场可以相互抵消，以此发挥磁场屏蔽作用。据此作为主动屏蔽，被动屏蔽原理也是如此。在频率比较低的时候，回流大多数会经过地线传回到电源的负极上。而在频率比较高的时候，屏蔽层接地应选择双端接地，或者是采用双端接电源的负线。

2.3.4 地环路对屏蔽的影响

如果接地点之间出现压降，则会渐渐形成环路。也就是在负载上添加的电压，除了信号源的有用电压之外，还会出现噪声电压，所谓噪声电压就是噪声电流和屏蔽层电阻的乘积，从中可知，地环路会大大削减屏蔽层的屏蔽性能与效果。

2.3.5 屏蔽接地方法

低频电路就是频率在1MHz以内的电路，而高频电路则是指频率在1MHz以上的电路。

3 结语

综上所述，在城市轨道交通中，电气系统处于核心地位，其直接影响着城市轨道交通运行的稳定性与安全性，为了确保乘客的人身财产安全，必须全面强化对城市轨道电气系统安全的深入探究，在实践应用中，积极健全电气设施设备，拓展电气系统的应用范围，并采取科学合理、行之有效的智能化安置模式。城市轨道交通系统是一项系统的、复杂的工程，所以，需要逐渐提高自身技术能力健全车辆设施设备。因此，不仅要采取电气系统工作接地、安全接地、屏蔽接地等相关安全措施，还要加强城市轨道交通相关工作人员的安全培训，增强安全意识，加大安全宣传力度，明令禁止乘客不能随便触碰城市轨道交通的内部设施，从而全方位保障城市轨道交通出行的舒适性与安全性，进一步满足乘客的多元化需求。

参考文献

[1] 王贤志.浅谈城市轨道交通供电系统安全故障分析[J].中国科技博览，2013（30）：349.

[2] 尹志超.城市轨道交通电气系统安全研究分析[J].华东科技：学术版，2015（1）：422.

[3] 曾星瑜.浅析现代轨道交通车辆电气牵引技术[J].中国设备工程，2018（9）：135-136.