关于城际轨道屏蔽门样机型式试验的探讨

林洪财

（西屋月台屏蔽门（广州）有限公司，广州 511447）

0 引言

在总结工程项目经验、相关文献资料和研究成果基础上，对城际轨道屏蔽门样机的性能型式试验进行探讨，确定了城际轨道交通屏蔽门样机的型式试验方法和内容。随着屏蔽门机械构件和控制系统的国产化，屏蔽门系统因舒适、安全、节能环保以及提高了站台服务水平，被广泛地应用在国内的城际轨道交通线路中。对于城际轨道屏蔽门，相关的试验文章或研究不少，但国内仍没有完善的标准。希望通过对屏蔽门的型式试验的探讨，确定相应的试验方法和内容，对国内在屏蔽门型式试验标准的确立有实用参考价值。

1 样机模型

样机是由将会正式生产的部件构成，并且符合最终的设计要求。屏蔽门系统由门单元模块和PSCC模块、UPS 模块、PSL 控制盒等设备模块化组成。样机包括下列组成部分。（1）一套完整的屏蔽门样机，包括滑动门、固定门、应急门、立柱、盖板组件、门槛组件、支承座、预埋件、控制主板和系统控制柜等；（2）屏蔽门系统控制柜，包括PEDC、PSA、控制继电器、监控系统等，接口有门单元控制接口，车站工作站和信号系统接口，监控系统实时监控显示屏蔽门运行状态和系统故障信息[1]；（3）滑动门模块，由盖板组件、门头组件和滑动门组成，状态指示灯安装在滑动门上方的盖板上；（4）ATC信号测试盒模块，模拟列车运行系统信号。图1所示为城际轨道屏蔽门系统样机。

图1 屏蔽门系统样机示意图

2 结构性能测试

测试内容包括站台门经受隧道侧的风压、人群压力载荷、列车压力脉冲的能力、玻璃抗冲击性能。

2.1 站台侧加载复合载荷

站台侧风压载荷均匀分布在门单元上，包括滑动门、固定门、应急门和站台侧的盖板，使用等价物将载荷加载在门单元上。除均布载荷以外，在一定高度上使用气缸实现等价人群负载。使用传感器和数据记录软件采集信号记录变形量，分别记录加载载荷前、加载载荷稳定后和卸除载荷后测试位置的变形量；门结构不出现破裂现象，站台门最靠近列车动态包络线处的结构偏移量不得超过12 mm。

2.2 玻璃抗冲击性能测试

在测试架上悬挂一个冲击球来撞击固定的玻璃门，冲击球要符合BS6206 标准要求，并且位于门扇中心，通过此试验来确认门体没有因永久性损坏而导致站台与轨道间形成通道[2]。

2.3 轨道侧复合加载载荷

站台侧风压载荷均匀分布在门单元上，包括应急门、滑动门和固定门，使用等价物件将载荷加载在门单元上[3]。使用传感器连和数据记录软件采集信号记录变形量，分别记录加载载荷前、载荷稳定后和卸除所有载荷后测试位置的变形量；门结构不出现破裂现象，卸除负载结构弹性恢复后，与原位置的偏差不能超过1 mm。

3 系统功能测试

系统功能测试内容包括屏蔽门控制系统的功能测试、门单元动能曲线测试、障碍物探测测试、应急门开门力试验，通过试验检验门单元的速度、动能、开关门时间、手动解锁力等参数是否满足要求。

3.1 控制系统的功能测试

检验所有信号是否正确发送与接收，经过模拟信号系统以及测试门的自动运行，测试屏蔽门的运作模式是否满足要求。该测试包括测试PSCC、PSL、ATC、DCU、IBP 5 个主要电气控制部件的系统功能，以及协作下的工作模式是否满足要求，是对屏蔽门控制系统性能的一个重要检验。

3.2 门单元动能曲线测试

在门单元上安装线性位移传感器，并连接到记录器上。将门单元从关闭位置打开，然后回到关闭位置，至少循环3 次，记录数据并做分析。关门时最大的动能不能够超过10 J，离完全可以关闭100 mm时，每个门的动能不能够超过1 J。此试验通过门运动的动能转换为弹簧势能测出屏蔽门单元运动的动能曲线。

3.3 手动解锁力试验

验证对开屏蔽门在系统通电时的手动操作/解除功能，包括测量手动开门力。当滑动门完全关闭和紧锁后，在轨道侧操作紧急释放把手，并用手持式量表测试施加到把手上的力，推拉滑动门的手动解锁力应不超过67 N。

3.4 滑动门开门力试验

将门解锁，并部分打开门单元，使数字测力计能够施加在其中一个门扇页上，朝开门方向推动门体，记录下启动滑动门的力和持续推动门的力，所有开门力持续施加，不得出现突然转换，避免产生错误读数。滑动门开始运动时的力应不大于133 N，保持滑动门在运动过程的力应不超过67 N。

3.5 应急门开门力试验

使用测力计在轨道侧操作应急推杆打开应急门，记录开门力，继续打开应急门至全开位置，记录完全打开门的力，释放操作应急门应能自动关闭。推动应急门解锁的力应不超过67 N，打开门单元至完全打开状态的力应不大于67 N。

3.6 门障碍物探测试验

在正常关闭过程中，如果门单元遇到障碍，门单元将后退且暂停2 s，然后减速关门直到运行到发现障碍物的位置。如果障碍物已清除，门将加速到正常开门的速度。如果仍有障碍物出现，门单元将重复后退一定次数（该次数在0～10 次之间可调，一般为2 次），如果第三次又遇到障碍物，门将运行到全开并保持开门状态，滑动门上方盖板上状态指示灯将发出声光警报。

3.7 障碍物检测间隙试验

验证屏蔽门系统可以检测到障碍物的最小厚度。关门循环过程中，在滑动门之间插入一个40 mm×5 mm 板，其中5 mm 沿滑动门方向的距离，关门过程中能够检测到5 mm厚度的障碍物，其运动情况相当于遇上障碍物。

4 百万次加速寿命测试

测试屏蔽门系统包括样机的驱动装置、悬挂设备、安装部件、顶箱结构和门框承受100万次完整的开/关门周期运行的适当性。使用带有计数功能的信号模拟器向样机发出开关门命令，每天发出7 200 次开/关门信号，样机每天24 h 不间断地运行，直至完成最少100万次完整的开关门周期。

测试过程中每天监测屏蔽门的运行状况并记录下来，每10 万次对其进行维护，检查项目包括检测导轨及滑轮组件、驱动装置、皮带是否正常，齿轮箱会不会出现漏油，门锁开关功能和磨损零件的使用功能是否正常。完成寿命测试后，对主要部件进行拆除和检查，包括导靴、滑轮、皮带以及碳刷，进行测量并记录数据，与开始寿命测试前的数据进行对比，确认是否保持在评定范围内，对部件是否保持耐用进行评估。

表1 屏蔽门设备发射极限值

表2 电磁兼容EMC试验项目

5 电磁兼容EMC试验

电磁兼容试验测试屏蔽门设备的抗干扰水平、设备自我产生或周边设备产生的电磁干扰水平，定义了设备允许发射的标准，如表1所示，确保相邻设备之间不会发生电磁兼容干涉[4]。测试了信号线和电源线的传导敏感度、马达的工频磁场、浪涌电压、电压跌落等项目，如表2所示。此试验检测电磁兼容测试适用标准以及检验屏蔽门设备是否能够达到电磁兼容性要求[5]。

6 结束语

对于城际轨道交通屏蔽门的样机测试内容，各个公司、城际轨道交通屏蔽门项目的测试项目可能不相同。本文在地铁屏蔽门项目、城际轨道屏蔽门项目实践经验、相关规范和研究结果的基础上，总结了城际轨道屏蔽门的样机进行型式试验的项目和内容[6]。在实际应用时可根据工程项目的实际情况，相应做一些增加或减少样机测试项目和内容[7]。对城际轨道屏蔽门的样机进行型式测试，为工程项目的实践系统地提供了准确、及时和丰富的信息，为设计优化在结构技术、系统功能和整体性能等方面提供了技术支持，在实践中为理论研究提供了基础[8]。