王雪東
中車長春軌道客車股份有限公司 吉林 長春 130062
在城市的動車以及地鐵車輛中,為滿足電磁兼容設(shè)計需要,為確保地鐵接線安全性,設(shè)計符合車輛運行需要的接地線路,需要在設(shè)計中重點把握接地設(shè)計的相關(guān)要素。在目前的城市軌道車輛接地方法應(yīng)用中,采用的接地方法眾多,通過有效的接地設(shè)計,實現(xiàn)了車輛接地的安全性,在確保經(jīng)濟性的前提下,還能保證車輛安全運行。不過,在實際的車輛運行過程中,相關(guān)的影響因素較多,接地技術(shù)應(yīng)用也比較復(fù)雜,在具體情況下需要具體分析。
1.1 接地原則
在開展城市軌道交通車輛的接地設(shè)計中,需要遵循一定的接地原則,首先要保證絕對的人身安全,對于相關(guān)電氣設(shè)備實施外殼接地。要確保電磁兼容性能,對于干擾因素進行排除,實施屏蔽接地。在接地設(shè)計中,要確保接地裝置以及將接地回流線的阻抗的一致性。對于電位差接地、回流電路接地進行消除,對于高壓電路回流接地進行有效處理,對于相關(guān)牽引設(shè)備要實施壓線接地工藝,避免軸承的電蝕現(xiàn)象發(fā)生。
1.2 保護接地
對于車輛電氣設(shè)備的接地處理其主要原因就是為了實現(xiàn)有效的接地保護,確保車輛用電安全。在接地設(shè)計中,要重點就接地中的雷擊電流、漏電、靜電引流通道等進行有效把握。要確保設(shè)備的有效安全運行。在車輛中,電子柜、牽引箱等設(shè)備往往是造成電磁兼容的主要干擾源,外部箱體結(jié)構(gòu)本身能夠發(fā)揮較好的保護作用,實現(xiàn)對于射頻干擾的有效控制。
在車輛的保護接地中,又分為等電位接地、防觸電、防雷等設(shè)計。等電位連接就是在車輛進行組裝的過程中,對于相關(guān)的側(cè)墻、梁等相關(guān)導(dǎo)電部件,要確保其和車體低阻抗搭接,要使得面積最大,相關(guān)車體間的連接線必須要確保等電位效果的發(fā)揮,這樣才能確保等電位的有效連接,防止發(fā)生故障隱患,造成列車的運行出現(xiàn)阻礙。此外,在各個車廂的軸端以及車體接地中,要確保電荷的有效釋放實現(xiàn),必須要借助車輪作用發(fā)揮,將相關(guān)電荷輸送到車軌部位。實施車輛的等電位連接,能夠有效提升車輛的通信質(zhì)量,確保相關(guān)設(shè)備的運行效率大大提高,不斷改善信噪比,值得一提的是,這樣還能促進接地抗組不斷降低。即使是在發(fā)生雷擊現(xiàn)象的情況下,也能避免不同電位的干擾源出現(xiàn),避免電纜的過流現(xiàn)象發(fā)生,確保車輛電氣設(shè)備的安全有效使用。
在防觸電設(shè)計中,要考慮到人體能夠承受的電流量必須要低于5毫安,要是超過這一數(shù)值,就是造成麻痛感出現(xiàn),而電流值處于10毫安的情況下,直接會對人體造成致命傷害。但是,在城市軌道交通車輛中,大部分的電氣設(shè)備的電壓值都在110V——1500V之間,這些電氣設(shè)備的絕緣系統(tǒng)一旦損壞,就會出現(xiàn)導(dǎo)電現(xiàn)象,箱體和地之間的電位差就會產(chǎn)生,此時人體接觸到箱體,就會觸電,造成嚴(yán)重的傷亡事故,對此,要避免發(fā)生觸電事故,必須要進行接地設(shè)計和處理。在車輛的保護接地線中,通常使用防腐蝕性能較好的鍍錫軟銅絞線進行接地處理,這種電線的優(yōu)勢在于其具有很好的導(dǎo)電性,通過保護接地線長度保持在15-35厘米,相關(guān)的電阻值低于人體能夠承受的電阻值,這樣能夠?qū)崿F(xiàn)地和箱體外殼等電位,減少事故發(fā)生。
此外,還要考慮接地的防雷效應(yīng)。在雷擊過程中,放電電流會比較高,雷擊放電電流值一般介于200-300KA,這對于車輛運行箱體的安全性會產(chǎn)生較大的影響。對此,要想有效預(yù)防和減輕雷電災(zāi)害發(fā)生,必須要做好避雷器接地設(shè)計,一般需要在車頂安裝避雷器,這樣才能確保相關(guān)車輛電氣設(shè)備不會出現(xiàn)過流現(xiàn)象,也能有效降低雷擊對于列車中的人員造成傷害。
2.1 合理使用接地電阻
在城市軌道交通車輛的制作中,采用的材料多是鋁合金,這種材料相對于鋼軌來說,電阻值比較小,在列車運行的過程中,可能會收到一些散雜電流流向影響,這對于車輛本身不會產(chǎn)生較大影響,但是對于提升車輛對地流,對于軸承以及接地裝置的壽命也會產(chǎn)生一定影響。對此,要想消除這種不利影響,可以通過使用接地電阻來實現(xiàn)電流的合理轉(zhuǎn)移。此外,為減少回流重新回到車體中,防止重聯(lián)現(xiàn)象出現(xiàn),必須要對每個列車單元進行有效處理,主要方法是借助并聯(lián)電阻防方式,實現(xiàn)每個列車車鉤到車體的連接,這一方法的最大好處是實現(xiàn)阻斷相關(guān)車體間的雜散電流,防止電壓過大。
2.2 優(yōu)化接地方式
在車輛設(shè)備接地設(shè)計中,避免對于相關(guān)機械設(shè)備過于依賴,要在確保車輛正常運行的情況下進行接地設(shè)計,防止因為不合理的接地方式造成的機架、外殼等設(shè)備的有效使用。在接地的過程中,要確保接觸的牢固性,盡可能不要對不同金屬進行焊接處理,因為不同金屬接觸可能會產(chǎn)生腐蝕作用,針對這類問題,要做好相應(yīng)的防腐蝕處理,在接觸面要防止涂抹油漆,防止斷流問題出現(xiàn)。此外,接地中布線設(shè)計也很重要,需要按照相應(yīng)的布線標(biāo)準(zhǔn)進行設(shè)計,要根據(jù)相關(guān)的溫度、機械強度、載流能力等實現(xiàn)對于布線的嚴(yán)格控制,確保布線的合理性和布線質(zhì)量。
總結(jié):城市軌道交通車輛的接地系統(tǒng)設(shè)計對于車輛的安全有效運行具有重要意義,接地設(shè)備對于相關(guān)電氣設(shè)備的安全有效運行也具有重大影響。因此,在車輛的接地設(shè)計中,要善于利用相關(guān)的接地設(shè)計優(yōu)化方案來提升接地效果,減少不利影響,促進車輛和電氣設(shè)備的高效運行。