轨道交通中的电气自动化布线方式分析

王亮　杨朝青　杜振涛

摘 要：文章分析了轨道交通中电气自动化布线应当遵循的几大原则，同时围绕电气自动化布线模块化思想、电气自动化布线电磁兼容性等方面对轨道交通中的电气自动化布线方式进行分析探讨。旨在按要求遵循电气自动化布线原则，维护轨道交通运营的安全与稳定。

关键词：轨道交通；电气自动化；遵循原则；布线方式

中图分类号：U270.381 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）04-0065-02

1 剖析轨道交通中电气自动化布线应遵循的基本原则

1.1 遵循安全可靠性原则

大多数时候，城市轨道交通属于动力分散式车辆类型，针对此类型车辆在敷设管线时，应考虑到乘客安全性，因而在具体设计时应添加一些防护设备。所选电缆应在BS6853-Ib等级以上，相应的防火等级也需满足国家规定与行业要求。结合已有经验，使用在轨道交通中的电线电缆温度承受力应在125℃以上，且用于制作电缆的材料应全部使用无卤低烟耐火电缆或者无卤低烟阻燃电缆。除此之外，发热设备需同电缆束之间保持足够距离，尤其是高压电器线路应确保其良好的绝缘性，务必确保设备安装稳定性，即便是受到强大冲击力影响而发生移动，也不会影响整个轨道交通运营。值得一提的是，还应做好防松措施，确保其运营安全和可靠。

1.2 遵循车内空间最大化原则

轨道交通管线与设备安装环节，还应考虑到车辆剩余空间最大化，目的在于为乘客尽可能的创造出更大活动区域，因此在具体布置环节，除了尽量降低噪声影响，考虑乘客视觉感受外，还应便于司机操作，诸如：布置一些易于观察的信号和仪表等。于城市轨道交通而言，电缆布线、线缆校对、绝缘耐压、管线槽、电缆下线和线号打印等均是需要考虑的内容，且在具体布线环节，无论是哪一工序出错均会影响到整个车辆运营安全。

1.3 遵循重量平均分配原则

据了解，在相同一个单元之中，虽车辆不同但承担的重量却是相同的，此情况有利于实现车辆制动力与牵引力，可以维护车辆运营平稳性；而在相同一辆轨道交通中，应采取对称分布的方式，即遵循重量平均分配原则，有助于减少或抑制偏载现象出现的概率。

1.4 遵循经济性原则

设备安放，除考虑到车辆空间大小外，还应确保使用电缆的平直性，防止存在迂回情况，尽可能的的选择模块化操作方式，在缩短工作时间的基础上，还有助于节约经营成本。

1.5 遵循安装与维修方便性原则

在实际的轨道交通电气自动化布线操作中，应尽量选择模块组装方式，这一方式在操作性能方面表现良好。加之车辆在运行环节会应用到这样或那样的设备，因而预留一定维修空间非常有必要，诸如：辅助电路、控制信号电路、车辆主电路和控制电路等，此外还应配置一些专用故障报警器。

2 解读轨道交通中的电气自动化布线方式

2.1 全面遵循电气自动化布线模块化思想

所谓模块化思想，主要是按一定规律或要求分解体积庞大且构成复杂的系统，使其形成多个小规模，小耦合性的模块。据了解，在轨道交通整个生命周期中均涉及到模块化思想，即从设计—工艺—制造—开拓市场—售后服务结束等一系列过程均会涉及到模块化思想。每一环节均能够在模块化思想的利用下避免出现重复劳动的情况，并且还利于各功能实现标准化，最终起到效率提升，成本降低，利于升级与維护的目的。

其中，于电气自动化布线来讲，模块化思想最为明显的特征在于线束化与功能区域划分。首先针对第一个特征，需要在电气机械化设计理念的应用下展开，除了大型且独立的空调控制柜和变流器等电器设备外，还能划分出车端电器柜、高压箱和中低压箱等功能区域。各个区域的内部布线相对独立，且各功能区域间需在整车布线线槽的利用下连接不同等级的线束，基于此在电气原理设计环节便需要围绕这一工艺进行分析与考虑。针对电气原理图之中涉及到的电器元件，除了需了解其主要构成（如：门控系统、牵引系统和制动系统）外，还需对其所处在的空间区域内的电器有所了解，如：车下高压箱、司机室隔墙电器柜和二位端电器柜等。需注意的是，元器件空间位置布置的是否合理在很大程度上影响着各个功能区域所展现出的独立程度，且还直接决定了电气自动化布线所展现出的模块化效果。

2.2 充分了解电气自动化布线的电磁兼容性

轨道交通中涉及到的电气功能越来越多，车辆电磁环境随之变得复杂，而这便要求在电气自动化布线设计时，应对其电磁兼容性有所了解。

结合已有经验，干扰对象、干扰源和传输途径共同构成了电磁干扰三要素，单单对布线工艺设计而言，其主要是经由削弱电磁干扰或者掐断电磁干扰的形式来讲电磁兼容性问题解决，但大多数时候，另外两个要素均不是布线能够决定的。无论是削弱还是掐断电磁干扰的传输途径，均需要使用到电缆分级与屏蔽等方式。

所谓电缆分级实际上指的是按照不同敏感度和干扰强度将电缆分成若干个等级，不同等级间的电缆需保持足够距离，或者在敷设不同电缆时，应尽可能的便出现干扰耦合问题。诸如：按需把电缆划分成5个等级，其中级号越小所代表的干扰强度就越低，相应的敏感程度越高（如表1）。

一般情况下屏蔽可分两种情况进行分析。第一种是防止自身对外界产生干扰，诸如：牵引电机电源线等；第二种是防止外界干扰到电缆，诸如：低压信号线。在实际的轨道交通电气自动化布线操作中针对屏蔽方式的选择，应围绕电缆本身带有的屏蔽层、金属线槽和金属软护套管等内容进行分析与选择。屏蔽体接地设计的质量直接影响到屏蔽的效果，也是工艺设计中的一大难点。

一般来说，对共模干扰敏感的电缆宜采用单点接地，因为多个接地点间的电位差会在屏蔽体中形成电流。该电流会在电缆两端产生感生电动势，从而使电缆中的信号失真。

2.3 科学把控电气自动化布线安全性

城市轨道交通大多为载人专用，那么在具体的电气自动化布线环节，除了考虑基本的设备安全外，还应当考虑到乘客、设备管理者与维护人员的生命安全。单从乘客安全的角度进行考虑电气自动化布线，便需要围绕触电与火灾等内容进行。

查阅大量文献资料可知，电缆过载连续发热会在短时间内迅速提高温度，进而便会引发火灾问题，即便在某些时候未立即造成火灾，也会因温度快速升高而加速绝缘层老化。为将电缆过载发热等类问题解决，第一步要做的便是分析电缆预期运行的环境温度、持续工作时间、流过电流I的大小、预计寿命和敷设类型等，随后再结合这些问题将等效电缆电流Ic大小确定出来。

Ic=

上式之中，K1为预期环境温度修正系数；

K2为敷设类型修正系数；

K3为预期电缆寿命修正系数；

K4为不持续工作时，短时间内电流修正系数（持续性工作时，K4等于1.0）。

其中K1、K2、K3、K4等的值均能按照具体情况一一对照标准中的表格与公式进行分析，即利用查表与计算等方式获得答案。当确定出Ic的值后，再依次对照表中情况进行查表与圆整，进而便能将电缆截面积确定出来。一般来讲，只需要知道电缆截面积，便能有效防止出现电缆过载发热情况。值得一提的是，电缆绝缘层发生破坏的原因大致有三种，即老化、割伤和应力。

3 结语

综上所述，轨道交通随社会逐渐发生而逐步获得完善，而文章主要阐述的是轨道交通中的电气自动化常见的几种布线方式，通过对电气自动化布线应遵循的几大原则出发，结合已有经验，从布线模块化思想和电磁兼容性等方面对布线方式进行分析探讨。

参考文献

[1]赵彩红.受流器电缆布线方式的重要性[J].技术与市场，2017，24（4）：67-68.

[2]吴忠强.浅析地铁车辆的布线施工[J].城市建设理论研究（电子版），2016，（12）：1076-1076.

[3]兰军.关于地铁车辆布线的研究[J].科技创新与应用，2013，（22）：40-41.