屏蔽門軌電流檢測裝置技術改造項目

周楚鴻

摘要：屏蔽門系統對地絕緣低的問題在屏蔽門行業中是一個普遍存在的問題，2010年開通的二號線延長線和八號線延長線也未能夠完全解決這個問題。對于已經投入客運的線路，存在設備環境變化快，專業接口繁多等影響因素，要從根本上解決屏蔽門對地絕緣低的問題比新建線路更困難。在此條件下，雖然采取了移開與屏蔽門金屬件接觸的對地設備、使用絕緣膠墊隔離不同電位設備等多種防范措施，但屏蔽門系統對地絕緣仍達不到設計標準，屏蔽門系統因對地絕緣低、軌電流過大而產生打火現象依舊是一個影響客運與安全的隱患。

關鍵詞：屏蔽門;軌電流;檢測

1.打火原因分析

地鐵列車一般采用直流牽引供電系統，并把鋼軌作為回流排，直接連至牽引變電所。為了避免雜散電流對地下金屬管線和混凝土結構鋼筋等造成電腐蝕，鋼軌與大地是絕緣的。因此，鋼軌與大地之間可能產生較大的電位差，使地鐵列車的車體外殼存在電位。

屏蔽門安裝在站臺邊緣，與列車車體之間的距離很近，乘客上下車時極有可能同時接觸到列車車體外殼和屏蔽門門體。為保證足夠的強度，屏蔽門門體立柱和門框均為金屬材質（ 大部分地鐵線路屏蔽門的外露金屬材料采用不銹鋼，部分線路采用鋁合金） ，列車車體外露材質也類似。在上下車過程中，乘客可能同時接觸到兩種不同電位的金屬材質。由于列車車體的外殼可能存在較大電位，使得車體與屏蔽門間可能會出現電位差，給上下車的乘客造成危害或帶來不適。

為了避免這一危害，現在廣州地鐵屏蔽門的做法是將屏蔽門門體與鋼軌進行等電位聯結，消除屏蔽門與列車門門體之間的電位差。然而，假如將屏蔽門絕緣值比作一個電阻 ，當 足夠大時，經過屏蔽門的軌電流可以忽略不計，當 過小時，流過屏蔽門的電流則會變大，從而產生打火現象。

2.本項目思路及意義

由于屏蔽門絕緣系統接口太多，施工完畢后絕緣薄弱點的檢查和整改相當困難，在這種情況下，對于打火情況只能采用嚴防的方法，在打火之前提前發現可能打火點。在這種思想指導下，該項目采用監察接軌線的電流，一旦發現接軌電流異常的情況下，查找可能打火點的方法來將可能打火點找出并進行處理的方法進行預防。

該項目的意義在于可以及時將屏蔽門絕緣打火的安全隱患提前發現并及時進行處理，避免由于打火造成影響行車的惡略后果。

3.項目的檢測原理

本項目利用接軌電流是一直變化的交流電，利用這一特性，本項目采用電流互感器進行檢測，并利用現有的EMCS系統進行集中檢測，系統示意圖如圖1所示：

圖1 ?檢測系統示意圖

本項目中采用的是霍爾傳感器檢測等電位電纜的電流值，利用RVVP4*1.5信號線將電流值實時傳送到EMCS系統供調度實時監控，報警厥值是+/-10安，當電流達到厥值時，系統會產生報警。

4.項目的可行性

4.1成本可行性

本項目中，對于每站屏蔽門只需要霍爾互感器2個，每個價格為1624塊錢，配線800米，每米價格12.57元，再加上按照3%比例預估的易耗品預算，每站的總成本為13703.12元，成本較為低廉可行。

4.2施工可行性

本項目中，需要通過霍爾傳感器對軌電流進行檢測。通過現場勘查，可以選定的方案有兩個：

4.2.1將霍爾傳感器安裝在軌道側，然后通過軌道側的電纜架直接進入配電室接入EMCS監控模塊：

優點：不需要穿過屏蔽門門頭，無需揭開屏蔽門線纜蓋進行放置信號線;

缺點：霍爾傳感器放置在軌道側，固定不好有可能跌入軌道，影響列車運行。

4.2.2將霍爾傳感器安裝在屏蔽門門頭，然后沿著現有線路進入配電室接入EMCS監控模塊：

優點：霍爾傳感器在屏蔽門門頭，日后維修更換方便，不會影響行車;

缺點：由于在門頭需要揭開線纜蓋進行布線，工程量較大。

通過以上兩個方案的對比，考慮到日后對于該設備的維修更換的方便性及對于行車的影響，采用方案2進行施工。

5.項目的實施

5.1項目材料選擇

經過對霍爾傳感器及信號線的選型后，選定在市二宮站、火車站作為試點進行施工改造。本項目采用的霍爾互感器為：1213296352霍爾電流傳感器：TD5D150C420V4，直徑Φ38mm，輸入150A直流，輸出4-20mA，電源24VDC，開環，信號線為RVVP4*1.5信號線，能夠滿足項目的需求。

5.2現場線路布置

通過現場勘查，確定霍爾互感器安裝在屏蔽門門頭蓋板內，接軌地線接入屏蔽門處

為減少對屏蔽門系統的影響和降低施工難度，施工布線確定沿用現有的電纜架及線槽進行布線施工

5.3施工后數據測試

完成施工布線后，與EMCS專業人員進行共同調試，測試數據如表1所示，

timestamp（時間） IHCZPSDK1XLDL_VAL0（電流） IHCZPSDK2XLDL_VAL0（電流）

2014-10-28 2：41 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：42 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：43 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：44 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：45 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：46 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：47 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：48 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：49 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：50 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：51 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：52 -0.5625 -0.54375

表1 電流數據

timestamp（時間） alarm_id（地址） resource（站名） log_action（當前動作值） alarm_message（中文說明）

2014-10-28 2：41 I.HCZPSDK2.XLDL HCZ G 火車站下行屏蔽門泄漏電流報警

2014-10-28 2：52 I.HCZPSDK2.XLDL HCZ R 火車站下行屏蔽門泄漏電流報警

表2 報警信息

（注：報警厥值是+/-10安，達到厥值則產生報警;G代表生成，R代表消失，A代表有人確認過、不需要理會）

從表1的數據，從2：41通過軌電流施加37.5A的電流，同時表2中2：41動作值為“G”，即表示此時已經報警，2：52軌電流恢復正常值，因此2：52動作值為“R”，表示電流已恢復正常，通過以上數據可以看出，EMCS系統能夠如實地反映出電流數據，并且進行報警，證明該項目實施是有效的。

6.結語

本項目試點成功能通過對屏蔽門接軌電纜電流進行檢測，及時發現軌電流異常情況，從而采取措施避免打火現象，雖然無法從根本上避免打火，但是能夠通過及早發現來避免打火造成的惡劣影響。