齊彪　張雯　趙宇航

摘 要：簡要介紹了城軌車輛車下主要布線方式。通過對磁懸浮列車車下結(jié)構(gòu)地深入分析，總結(jié)出車下結(jié)構(gòu)特點及對布線的影響。并結(jié)合此特點，提出了車下型腔穿線、支架布線等線纜布線方式。

關(guān)鍵詞：磁懸浮列車；車下結(jié)構(gòu)；型腔穿線；支架布線

1 概述

中低速磁懸浮列車是一種新型的城市軌道交通工具。相對于地鐵、輕軌等傳統(tǒng)輪軌列車，磁懸浮列車運行時由于不與軌道直接接觸，具有爬坡能力強、轉(zhuǎn)彎半徑小、噪聲低、易維護等特點[1]，近年來越來越受到關(guān)注，已經(jīng)成為軌道交通領(lǐng)域研究的熱點。

由于運行技術(shù)原理較輪軌車輛有較大差別，磁懸浮列車在電氣系統(tǒng)和列車走形部構(gòu)成上更加復(fù)雜。電氣系統(tǒng)一般包括懸浮控制系統(tǒng)、牽引逆變系統(tǒng)、直線電機系統(tǒng)、受流系統(tǒng)等子系統(tǒng)；列車走形部也由懸浮架和迫導(dǎo)向機構(gòu)等機械構(gòu)架取代了輪軌列車的轉(zhuǎn)向架[2]。為了傳輸信號、電能，保證各個系統(tǒng)的協(xié)同工作，線纜連接是不可或缺的一部分。線纜布線質(zhì)量和裝配可靠性直接影響車輛性能和可靠性。目前，針對輪軌車輛如地鐵、動車等布線技術(shù)的研究與應(yīng)用較多，但對磁懸浮列車這種結(jié)構(gòu)較特殊的車輛車下布線方式缺乏系統(tǒng)的研究。所以，研究如何規(guī)劃磁懸浮列車線纜敷設(shè)路徑、選擇合理的布線方式具有十分重要的意義。

本文先介紹了城軌車輛電纜的主要布線方式，以中車株機公司某中低磁懸浮列車項目車輛為研究對象，對其電氣系統(tǒng)構(gòu)成及車下設(shè)備布置、機械結(jié)構(gòu)進行了詳細地分析。并結(jié)合車下結(jié)構(gòu)特點，提出了控制電纜采用型腔穿線、主輔電纜用支架布線等線纜布線方法，通過工程實施驗證，證明了布線方式的有效性。

2 城軌車輛主要電纜布線方式

城軌車輛所用電纜根據(jù)電壓等級及功率分類，可分為H、A、B、C四個類別。按照國際布線標準，為防止電磁干擾同時滿足各個電氣系統(tǒng)的EMC要求，各類別電纜須單獨敷設(shè)。目前城軌列車車下大多采用如下兩種布線方式：

2.1 鋁合金懸掛線槽

鋁合金懸掛線槽整體呈長方形，包括主輔線槽區(qū)和控制線槽區(qū)。其中，主輔線槽區(qū)用來敷設(shè)H、A類別電壓等級高的電纜，控制線槽區(qū)主要敷設(shè)B、C類別控制電纜和信號電纜[3]。線槽制作時，各

個線槽分區(qū)用鋁合金隔板隔開，每個分區(qū)電纜單獨設(shè)置出線口出線，能有效避免電磁干擾。如圖1所示。

采用鋁合金線槽，可以預(yù)先在線槽內(nèi)將電纜敷設(shè)好，然后整體將線槽安裝在車體底架的C型材上。線槽安裝后整體密封性較好，有助于電纜的防水、防塵、防腐蝕?，F(xiàn)行鋁合金車體車輛大多采用線槽布線方式。但由于線槽是長方體結(jié)構(gòu)，安裝需要占用車下較大的空間，同時要求安裝面為平面，不能與其它車下設(shè)備發(fā)生干涉。因此，此種布線方式僅適用于車體尺寸、車下設(shè)備安裝間隔都較大的輪軌車輛。

2.2 底架線管穿線

對于不銹鋼車體結(jié)構(gòu)的列車，由于車下底架有多根橫梁，如果采用線槽布線方式，線槽將無法安裝。因此，一般采用金屬線管穿線，即將不同電壓等級的電纜分別從不同的線管中穿過，線管縱向排列安裝在橫梁的工藝孔上。這種布線方式將線纜化整為零，可在設(shè)備上方通過，走線靈活，對線纜維護較方便[4]。

總的來說，列車車體底架結(jié)構(gòu)與車下設(shè)備布置情況決定采用何種布線方式。所以，應(yīng)當根據(jù)列車結(jié)構(gòu)特點靈活選擇布線方式。

3 磁懸浮列車車下布線方式

3.1 列車車下結(jié)構(gòu)分析

本文所研究的中低速磁浮列車采用MC1-M-MC2三節(jié)車編組形式。MC1、MC2為帶司機室的端車，M是不帶司機室的中間車輛，三節(jié)車都為帶牽引的動車，如圖2所示。

列車車下主要由懸浮架及其導(dǎo)向機構(gòu)、電氣設(shè)備、管道管路等組成。其中，懸浮架是磁懸浮列車的走形機構(gòu)，相當于輪軌車輛的轉(zhuǎn)向架，是列車實現(xiàn)懸浮、導(dǎo)向、牽引、制動的執(zhí)行機構(gòu)。懸浮架上安裝有懸浮電磁鐵、直線電機等電器設(shè)備，同時它還是一個菱形的導(dǎo)向機構(gòu)，列車通過彎道時，通過迫導(dǎo)向機構(gòu)帶動連桿，使菱形機構(gòu)發(fā)生變形，發(fā)生橫向偏移，使列車轉(zhuǎn)彎。磁懸浮列車懸浮架由5個單懸浮架模塊組成，結(jié)構(gòu)如圖3所示。

車體安裝在懸浮架上，兩者在車體支撐臺處通過空氣彈簧等部件實現(xiàn)連接。車體支撐臺相當于輪軌車輛的枕梁面，由于“枕梁面”比底架平面高度尺寸上要低，車下電氣設(shè)備、風源設(shè)備等安裝布置時，需避開這些部位安裝，以防干涉。

由于特殊的運行原理，磁懸浮列車電氣系統(tǒng)構(gòu)成較其它城軌列車更復(fù)雜，電氣設(shè)備也更多。除牽引逆變系統(tǒng)、受流儲能系統(tǒng)外，還包括懸浮控制系統(tǒng)。因此，車體底架安裝有逆變器、變流器、蓄電池箱、高壓分線箱等高壓設(shè)備，同時20個懸浮控制器布置在底架左右兩側(cè)，用來控制列車的懸浮，如圖4所示。

可以看出，車下設(shè)備密集，無論是垂向尺寸還是橫向尺寸，空間都較小，無足夠空間安裝空間量需求較大的布線設(shè)備。另外，懸浮架迫導(dǎo)向機構(gòu)及連桿在結(jié)構(gòu)上距車體底架平面較近，敷設(shè)電纜時需要避開，增加了電纜布線的難度。

3.2 車下布線方式

據(jù)上文對磁懸浮列車車下結(jié)構(gòu)的分析，由于空間受限，底架無法安裝類似線槽等需要較大空間的布線設(shè)備。因此，無法采用懸掛線槽的布線方式。另外，車輛車體不是不銹鋼材質(zhì)的車體，無底架橫梁及安裝工藝孔，也不適宜采用線管穿線的布線方式。

考慮到鋁合金材質(zhì)車體由具有空腔結(jié)構(gòu)的型材組焊而成，在車體制造階段可利用型材空腔，使其具有敷設(shè)電纜的可能性。由于型材空腔貫穿于車體底架，電纜敷設(shè)在其中，將不受支撐臺結(jié)構(gòu)、車下設(shè)備安裝情況的限制，對于車下空間小的磁懸浮列車來說，是較理想的布線解決方案。此外，城軌車輛上常用于輔助電纜固定的U型支架占用空間小，安裝靈活，適用于磁懸浮列車車下對密封性要求不高的高壓、大線徑線纜的布線。

鑒于此，本文采用型腔布線和支架布線相結(jié)合的布線方法進行車下布線。即控制線纜、信號線纜等低電壓等級線纜走底架鋁合金型腔，主輔線纜直接敷設(shè)在支架上。

3.2.1 型腔穿線

磁浮列車車輛采用鋁合金材質(zhì)，其底架由鋁型材組焊而成。鋁型材的空腔截面積大，形狀、位置相對固定，可制成貫穿整個底架的型腔，用來穿線[4]。如圖5所示。

型腔布線通道貫穿底架中央，為盡可能多地覆蓋到需要進線的設(shè)備，根據(jù)就近原則，每個懸浮架模塊都設(shè)置分線盒出線。如圖6所示。

由于型腔布置的都是電壓等級低的線纜，線纜直徑較小，線纜在分線盒出線端和設(shè)備進線端都采用軟管接頭，中間段套波紋管進行保護，波紋管固定在走線用支架上。

3.2.2 支架布線

U型支架是一種鋁合金材質(zhì)的金屬折彎件。進行線纜布線時，將其底座通過緊固件固定在車體底架C型槽上，電纜通過橡膠扎帶固定在支架底部。結(jié)構(gòu)如圖7所示。

由于可以將其制作成多種尺寸，使用時受空間約束較小，安裝位置選擇的靈活度較高。因此，利用車輛底架橫向尺寸上，兩側(cè)懸浮控制箱與中央牽引設(shè)備之間的間隙，布置安裝支架，線纜路徑不會其它設(shè)備發(fā)生干涉。按此方法安裝支架后，整車支架基本保持在同一直線上，敷設(shè)過程中線纜不用彎折，滿足了電纜彎曲弧度要求。布線示意圖如圖8。

實際工程應(yīng)用中，先對每個布線支架進行編號。布線路徑規(guī)劃時，只需要確定線纜所經(jīng)過支架的編號，然后找到對應(yīng)的支架進行電纜敷設(shè)即可。此方法簡便、快捷，有效地提高了作業(yè)效率。

4 結(jié)束語

文章介紹了城軌車輛車下主要的幾種布線方式。通過對磁懸浮列車車下結(jié)構(gòu)的詳細分析，總結(jié)出車下設(shè)備密集，尺寸空間小的結(jié)構(gòu)特征?；谶@些特征，提出了底架型腔敷設(shè)低壓控制電纜、信號電纜和支架敷設(shè)主輔電纜的布線方式。采用此方法，不僅能很好地解決目前中低速磁懸浮列車車下布線的難題，同時也提供了一種針對非常規(guī)結(jié)構(gòu)城軌列車布線方式的研究方法。

參考文獻

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