浅谈地铁站台门等电位连接方案的现状与发展

王亚宾

(中国铁路设计集团有限公司,天津 300000)

1 站台门等电位连接现状分析

由于列车车体外壳(以下简称“车体”)与钢轨等电位，在没有安全措施的情况下，站台门门体(以下简称“门体”)与站台(即大地)等电位，乘客同时接触到车体和门体，会导通车体与大地形成电流回路，造成乘客触电。同时，车体与站台存在电位差，乘客上下车时双脚分别踏在站台和车体上同样会导通车体与大地，造成乘客触电，即“跨步电压”。

为解决上述问题，保护乘客安全，国内地铁在建设过程中按照相关规范要求采取以下常规安全措施。

(1)等电位连接：站台门与钢轨单点等电位连接，每侧站台门应保持整体等电位；

(2)门体安装：站台门门体结构的上部和底部采用绝缘套或绝缘垫片等方式进行绝缘安装。

(3)站台绝缘：在站台门的站台侧一定范围内的地面装修层下敷设绝缘层。

但在运营过程中，上述绝缘措施失效问题层出不穷、屡禁不止，给乘客乘车及地铁运营带来一系列安全问题。

2 方案比较

目前，国内地铁工程站台门领域相关各方对常规的站台门等电位连接及配套绝缘方案褒贬不一，面对实际运营过程中出现的问题，相关的讨论、研究工作从未中断，根据相关规范、运营情况并结合结合自身工作经验，对站台门等电位连接及绝缘方案进行梳理，从消除车体与门体之间电位差和切断车体与乘客之间电流回路两个方面从发，将目前行业内主流的解决方案归纳如下。

(1)方案一：站台门与钢轨等电位连接

①具体措施

在上述常规安全措施的基础上增加门体表面绝缘措施，即，对乘客上下列车时可接触到的站台门门体外露金属表面及门槛踏板进行绝缘处理。

门体表面绝缘措施包括门体立柱外包板表面绝缘和门槛独立绝缘两部分。

②方案分析

优点。该方案满足站台门相关规范的要求的前提下，增加“第二道保护措施”，在常规安全措施失效情况下仍能有效防止乘客上下列车及候车时接触带电门体而触电，大大提高了乘客乘车的安全系数。

缺点。不能解决常规安全措施在绝缘失效时存在的“打火”现象；绝缘失效时同样存在乘客上下列车或候车时发生触电的风险；门体表面绝缘与乘客接触较多，易被人为破坏，运营维修工作量大。

(2)方案二：站台门与综合接地网等电位连接

①具体措施

a.等电位连接：取消与与钢轨的等电位连接，通过接地端子与车站综合接地网等电位连接；

b.门体安装：取消站台门的绝缘安装，采用直接安装方式。

c.站台绝缘：同常规安全措施。

d.门体表面绝缘：同方案一。

②方案分析

优点：

解决了门体内部及门体对车站结构、装修吊顶之间的“打火”现象，消除了门体对车站结构持续放电的危险；

站台门与大地等电位，保证了乘客候车安全；

取消门体安装绝缘措施，节约了材料及施工成本，减少了运营维保工作量。

缺点：

本方案无法满足相关规范的要求；

门体与车体之间存在较高的电位差，门体表面绝缘失效会造成乘客在上下列车时触电，同时乘客携带的金属物品(如雨伞、金属轮推车)同时接触车体和门体易发生“打火”现象，引起乘客恐慌甚至安全隐患。

(3)方案三：站台门选择性地与钢轨或者综合接地网等电位连接

①具体措施

a.等电位连接：增设站台门等电位连接切换装置，该装置与站台门系统联动，能够实现在站台门开门时站台门与钢轨进行等电位连接，在站台门关门后站台门与车站综合接地网进行等电位连接。每侧站台门保持整体等电位。

b.门体安装绝缘：同常规安全措施。

c.站台绝缘：同常规安全措施。

e.门体表面绝缘：同方案一。

具体方案如图1所示。

图1 方案三具体措施示意图

②方案分析

通过进行大量的研究，针对该方案已申报了国家实用新型专利(授权公众号：CN 207725396 U)，该方案主要工作原理：在站台门与钢轨之间设置一个可远程控制的执行器，接受站台门控制系统的开合指令，进行相应动作，实现站台门开门、乘客上下列车时站台门与钢轨进行等电位连接，在站台门关门、乘客候车时站台门与综合接地网进行等电位连接。本方案可以理解为方案一和方案二的优点整合，在站台门开门、乘客上下列车时为方案一；在站台门关门、乘客候车时为方案二。

据研究，钢轨电位随列车进出站升降浮动较大，其中列车进站停车以及出站启动阶段钢轨电位较高，列车停稳后钢轨电位大幅降低。因此，本方案中站台门仅在列车停稳后与钢轨进行等电位连接，避开了钢轨电位较高的区段，有效减低甚至消除站台门门体内部以及对车站结构、装修吊顶等金属部件“打火”现象。

规范要求的“当采用钢轨作回流轨时，屏蔽门应与钢轨进行等电位连接”是基于采用钢轨作回流轨时，车体与站台门存在高电位差的实际情况，为了保护乘客在上下列车时同时接触车体和门体不发生触电危险的目的而设置的，而在乘客候车期间，站台门与钢轨等电位连接并非必要措施。因此，本方案满足相关规范要求。

优点。本方案满足站台门相关规范要求；候车期间站台门与综合接地网连接，保证了乘客的候车安全；有效降低甚至消除门体内部及门体对车站结构、装修吊顶之间的“打火”现象。

缺点。目前市场上并无相关的成熟产品及应用，等电位连接切换装置的安全可靠性还未得到充分的验证。

3 推荐方案及建议

综上所述，结合方案可行性、安全可靠性、经济合理性等因素，方案三能够在满足规范要求的前提下，从根本上解决了候车期间的乘客安全，有效降低甚至消除门体内部及门体对车站结构、装修吊顶之间的“打火”现象。因此，推荐新建或改造地铁工程站台门系统采用站台门选择性地与钢轨或者综合接地网等电位连接方案。

4 结 语

考虑到站台门选择性等电位连接方案目前尚未有工程实例以于验证，建议当前的站台门建设工程继续加强对绝缘措施施工质量的把控，从绝缘方案、绝缘材料、施工工艺、维保管理等方面下手，确保绝缘措施的长久可靠有效。