对地铁屏蔽门绝缘问题及改进措施的分析

张贺　刘静涛

摘要：伴随着城市化建设的高速推进，地铁获得了广泛应用，同时也成为居民出行的重要交通工具。屏蔽门作为地铁设施的重要配置，也得到了广泛应用。但是屏蔽门在应用过程中，往往会出现绝缘阻值降低的问题，从而导致电打火或者电弧，具有重大的安全隐患，因此对屏蔽门绝缘问题的研究很有必要。从屏蔽门的结构组成出发，结合实际工程问题，对屏蔽門绝缘问题进行分析总结，最后得出在机械结构上的5点改进措施，为后期屏蔽门绝缘性能的提升提供了参考。并且通过实际工程遇见问题，提出在材料选取、结构设计、安装步骤、施工现场及后期维护等方面的改进建议，以提高屏蔽门系统的绝缘性能。

关键词：地铁;屏蔽门;结构;绝缘

中图分类号：U231+.4 文献标志码：A 文章编号：1009—9492（2021）03—0267—03

0引言

随着城市现代化的高速推进，地铁行业得到了迅猛发展，作为地铁系统的重要组成部分，地铁屏蔽门系统也随之获得了广泛应用。地铁屏蔽门的使用对保障整个地铁运行的安全性和高效性起到了重大的促进作用，同时也具有显著的节省能源和提升乘客候车舒适性的效果，在国内外地铁建设中获得了广泛应用，因此对其安全性能指标提出了越来越高的要求。屏蔽门的绝缘性能是安全性能的重要指标，当前国内外学者一般仅针对屏蔽门系统的某一部分进行绝缘性能的理论分析，未能从实际和整个系统方面进行绝缘性能的分析。

本文在对实际绝缘问题进行分析的基础之上，从系统结构方面对提升绝缘性能等级进行了详细分析，以便为后期可以更好地提升屏蔽门绝缘性能提供参考。

北京、上海、广州等城市的地铁运行为方便市民出行做出了很大贡献。从广州地铁2号线首次在国内应用地铁屏蔽门开始，屏蔽门在地铁运行中所带来的优点就愈加显著。经过实际应用表明，屏蔽门的应用在节能、环保和提高地铁运行安全等方面取得了显著成效。随着屏蔽门不断地应用在地铁运行系统中，对屏蔽门的安全性能提出了越来越高的要求，对提升屏蔽门安全性能等方面的研究显得很有实际意义。

1屏蔽门优点

1.1提高运行安全性

（1）地铁在运行时会有很大的乘客量，当地铁进入站台时，屏蔽门的应用可以有效防止乘客因为候车拥挤而被挤下轨道的风险，同时也避免了地铁在运行时产生的低压环境对乘客造成的呼吸困难及吸附压力等的不利影响，进而保证了乘客在乘坐地铁时的安全性能。

（2）地铁在上下乘客时和站台边缘存有10cm左右的空隙，因为屏蔽门直接固定在站台边缘上，因此可以有效防止乘客在上下地铁时，跌入缝隙的风险，同时也避免了乘客随身携带的小物件掉入轨道侧的风险。

1.2增加乘客舒适性

（1）地铁运行时，与轨道的摩擦会形成很大的噪声，且在通过弯道时，会形成刺耳的哨鸣声。如果没有屏蔽门的阻隔，在站台侧的候车人员和工作人员会受到很大的噪声影响，安装屏蔽门后，可以明显降低候车区的噪声分贝值，增加候车时的舒适性。

（2）地铁在运行过程中，会因产生强劲的活塞风而带动隧道内的大量粉尘及微小颗粒。屏蔽门的应用可以阻挡大部分粉尘及微小颗粒进入候车区，防止对乘客的身体安全造成隐患，同时也防止活塞风对乘客造成不利影响。

1.3节省能源

屏蔽门的应用安装可以将候车区与轨道侧分开，这样不仅可以更方便地在候车区营造一个舒适的候车环境，而且还可以降低地铁进站时产生的活塞风对候车区的影响，进而达到增加候车舒适性和节省能源的目的。

1.4提升地铁运行效率

屏蔽门的安装应用，直接保证了轨道侧运行环境的畅通，降低地铁进站时的制动距离及降低出站时的提速距离，进而明显缩短地铁进出站时的时间，提升地铁的运行效率。

2屏蔽门绝缘现存问题

屏蔽门在保障地铁运行过程中的乘客安全、节省能源等方面均产生了积极的影响，但是其在应用过程中产生的安全问题也不容忽视。地铁运行过程中与空气及铁轨等物体的摩擦会产生大量的静电，且地铁一般采用直流牵引供电，因为电磁感应的发生，地铁和大地相比，地铁的电势会很高。屏蔽门会在地铁进站时和地铁形成等电势体，因而也会具有很高的电势。当乘客上下地铁时，如果通过乘客自己将地铁和大地相连，则在短时间内会形成很大的电流，对乘客安全造成威胁。所以对屏蔽门体进行绝缘处理，显得很有必要。

屏蔽门的绝缘处理主要是将门体和土建之间进行绝缘隔离。屏蔽门在安装时，如果和土建交叉施工，土建施工过程中喷溅到屏蔽门上的混凝土和水渍等会对屏蔽门的绝缘性能造成不良影响。为了规避这种情况的发生，屏蔽门在结构设计时应对这种情况进行补救措施设计，同时应合理安排安装时间和进度，做到其他单位施工时对屏蔽门的绝缘性能影响最小。在考虑屏蔽门的整体绝缘性能时，还需将滑动门、应急门、固定门等门体单元考虑在内，如图1所示。屏蔽门在后期运营中，经常会出现门体的绝缘阻值不能达到标准等问题，甚至有时会发生电打火或者电弧等现象，但是维保人员一般仅仅将绝缘阻值下降的零部件进行更换和维修，导致单一性的绝缘问题会反复出现。以下结合具体的门体设计细节，详细阐述整个系统的绝缘方案和在实际过程中遇见的绝缘问题及后期对门体绝缘性能的处理方案。

2.1当前绝缘方案

屏蔽门绝缘方案分为机械部分绝缘和电气部分绝缘两部分。依据国标CJ/T 236-2006要求规定，屏蔽门门体与大地之间的阻值要大于0.5 MQ，屏蔽门的上部和下部之间的垫块、隔圈、隔套等绝缘部件应满足绝缘性能要求，且屏蔽门系统的各个门体之间应保持等电位设计。在实际生产安装过程中，电气部分零部件的绝缘性能应依据设计要求采用规定的导线和开关，且要对关键电气部件如DCU盒体等，做相应的绝缘防水性能测试。

2.2绝缘措施

根据屏蔽门的门体结构，在对结构进行设计时，可以采用具有绝缘性能的胶条或者毛刷、绝缘漆、绝缘伸缩节、绝缘套等零部件。屏蔽门顶部支撑和整个门体之间的绝缘可以采用两部分绝缘方案：采用绝缘伸缩节将顶部支撑和门体立柱之间的连接进行隔离绝缘;在门体顶部支撑和滑动门之间进行隔离绝缘，采用绝缘胶条或者绝缘毛刷，且绝缘胶条或毛刷支架连接处采用绝缘油漆进行隔离绝缘，如图2（a）～（c）所示。屏蔽门下部绝缘可采用各种绝缘垫片或者绝缘套等方式，将屏蔽门和大地进行绝缘隔离，如图2（d）所示。

2.3实际绝缘问题

对于整个屏蔽门结构，在设计时可以将门体与土建进行隔离，以达到绝缘目的。但是在后期由于候车区域施工及顶部吊顶装修等工程的进行，使得实际绝缘电阻值达不到规定的要求。根据现场施工情况，发现上层的绝缘问题主要为上盖板和门楣之间的接触问题;下部绝緣值不达标的主要原因为屏蔽门门体和底层土建之间的污染问题。进一步研究发现可以将影响绝缘阻值的因素作如下分类：

（1）门槛和土建接触的地方因为施工导致积水，致使底部的绝缘套失去绝缘功能，如图3（a）所示;

（2）在土建施工过程中，导致混凝土和站台门门体接触，致使门体绝缘性能减弱，如图3（b）所示;

（3）在后期施工过程中，绝缘挡板遭到污染，也会使得门体的绝缘性能下降，如图3（c）所示;

（4）在后期施工过程中，混凝土、水渍或杂物会覆盖下部绝缘套，致使绝缘套不能很好地起到绝缘功能，如图3（d）所示。

2.4解决措施

通过以上问题可以看出，屏蔽门在实际施工中，总会出现不同的形式影响绝缘情况。针对于此，可以在设计时通过添加辅助设施，避免此类不可控因素对屏蔽门绝缘阻值的影响。针对此类问题，可以有如下解决方案。

（1）对于因其他施工单位产生的混凝土和水渍等问题而导致的绝缘值下降，可以和施工单位监理等部门进行沟通，确保在施工过程中屏蔽门周围的环境干净整洁。同时为防止因水渍或者混凝土将门槛的绝缘层覆盖，在机械设计时，可以将门槛下部的整体结构采用绝缘层隔离操作，以防止屏蔽门和土建等的直接接触。

（2）屏蔽门门槛和底部之间通常由于施工的原因不能很好地保证绝缘阻值，在这种情况下，可以在门槛和底座支撑之间添加一个绝缘板。这样不仅可以在门体和底座之间产生碰撞时，起到缓冲作用，还可以将屏蔽门整体的绝缘性能得到很大提升。在施工过程中，还可以在门槛立柱底座之间的缝隙处填充绝缘密封胶，以防砂石泥土等杂物的进入，降低门槛的绝缘性能等级。

（3）对屏蔽门后期的绝缘检查过程中，发现门槛和底座之间的绝缘性能经常会因后期土建的原因而不能达标。在设计和施工过程中，可以将门槛和底座采用绝缘材料包围的方法，防止杂物的进入，以阻止绝缘性能的降低。

（4）屏蔽门中的立柱在工作过程中，因吸附地铁轮毂碾压钢轨而产生的钢粉，会使得屏蔽门的绝缘性能下降。且因为乘客上下车握扶的原因，使得立柱表面原有的绝缘涂层变薄或者消失，进而使得绝缘值下降，所以需要对立柱表面的绝缘膜材料进行重新设计。

（5）屏蔽门的前盖板在设计安装时，在盖板周围尽量采用安装密封胶条的方式进行密封，防止在后期运行过程中，因为灰尘的进入使得内部的电气部件如LCB、DCU等部件的绝缘性能下降。

3绝缘方案改进

结合以上分析，可以从以下5个方面对屏蔽门的绝缘性能进行改进提升。

3.1绝缘材料选取

绝缘材料的选取，应该严格依据国标和行标，选取质量可靠的绝缘材料，同时应该结合屏蔽门结构，从整体上考虑绝缘材料的绝缘性能，做到绝缘性能的稳定可靠。其次还应考虑材料的加工质量，严格依据新的加工工艺进行材料的加工，保证尺寸符合设计图纸的要求。

3.2优化结构设计

屏蔽门绝缘问题的发生与整个门体的机械结构关系很大。在结构设计时，将整个门体的绝缘特性考虑在内，以优良的结构特性达到屏蔽门整体的绝缘效果。考虑到屏蔽门长年连续运营时，粉尘会吸附到门体之上，降低整个门体的绝缘性能。研究表明，当空气湿度大于75%～85%时，绝缘电阻会急剧下降;绝缘底座上有轻微粉尘污染时，绝缘电阻下降90%以上。所以对门体进行结构设计时，应该综合考虑湿度、粉尘等对门体造成的不好影响。

3.3规范安装步骤

借鉴之前的安装经验，同时考虑门体的结构特性，制定详细、严谨、科学的安装步骤手册，做到安装过程中绝缘安装。同时做到每一关键零部件安装后都有相关的检测记录，做到无盲区、全都有迹可寻的规范安装。

3.4施工现场的维护性

屏蔽门是集建筑、机械、通讯等为一体的高科技产品。且在施工过程中，经常与土建、运营等部门交叉施工。所以在安装过程中，应结合监理的合理安排，科学高效地组织屏蔽门的现场安装。不仅需要和其他单位施工时间错开，还要保持不同单位施工时屏蔽门的完整性和门体绝缘性能的不变性。

3.5后期对屏蔽门门体的维护

屏蔽门的运行一般为每天连续运行20 h左右，且全年365天连续运营。应该制定合理的维护保养措施，需每180天对门体进行一次全面清洁和检修，防止粉尘的吸附使得门体绝缘性能下降，及时更换门体立柱门槛等关键部件，防止长时间上下乘客造成的结构上的磨损使得门体绝缘性能下降。

4结束语

屏蔽门绝缘阻值的降低，以及继而会引发的电弧等现象，会对屏蔽门门体结构的很多个零部件造成危害，同时也会给整个运营造成重大的安全威胁。

本文对地铁屏蔽门绝缘问题进行了分析，并提出了改进措施。结合以上的分析内容，可以很大程度上规避屏蔽门系统绝缘阻值的降低。且因屏蔽门系统涉及到机械、电气、控制等多个专业，后期在运营中应该明确记录遇见的各种问题，并且针对各个问题进行具体分析，找出问题发生根源，进而做到从设计上杜绝此类问题发生，同时后期也应做好各零部件寿命预估，及时更换零部件，做到从整体上提升屏蔽门的安全性能等级。