基于城市軌道交通電氣安全技術分析

陳紅林

摘要：文章首先對城市軌道交通電氣安全技術進行了闡述，然后分析了電氣安全系統主要內容，最后對城市軌道交通電氣安全技術以及制定的安全措施進行了研究，希望對城市軌道交通工程相關人員提供借鑒。

關鍵詞：軌道交通；電氣安全技術；安全隱患；措施

近年來，我國城市軌道交通工程得到長足發展，但與此同時帶來的電氣安全問題也成為研究熱點。城市軌道交通屬于一種復雜的交通工具，對于技術要求比較高，系統結構也相對復雜，這也決定了城市軌道交通運行過程中會存在一定程度的安全隱患。為了保障城市軌道交通的健康發展，切實為人們提供優質的交通服務，必須加強重視電氣安全問題，保證城市軌道交通電氣系統的安全與穩定性。基于此，文章主要總結和分析了城市軌道交通電氣安全技術，僅供參考。

一、城市軌道交通電氣安全技術的概述

在現代城市建設和發展中軌道交通作為一種復雜交通工具，發揮了十分重要的作用，比如地鐵，運行速度快且載客量大，極大的方便了人們的工作生活。同時，城市軌道交通在某種程度上已經成為城市發展的標志，是衡量城市經濟發展以及環境美化程度的關鍵要素。同時，在城市軌道交通的車輛系統中涉及到很多電氣設施，這在一定程度上增加了系統的安全隱患。所以，無論是軌道交通設計還是施工全過程中，企業必須配備專門的管理人員進行嚴格監督，避免各類事故問題發生。對于軌道交通電氣系統的安全問題需要從理論和技術層面進行研究，從根本上解決安全隱患問題，有助于推動我國城市軌道交通工程的良性發展，并為城市經濟發展做出貢獻。

二、城市軌道交通電氣安全系統分析

（一）牽引制動系統

牽引與制動系統是城市軌道交通中為了保證車輛正常運行的重要部分，更是核心技術，甚至直接影響到軌道交通系統的安全問題。一般情況下，城市軌道交通中車輛制動的實現主要依靠兩種方式，即組件之間存在的摩擦和組件與空氣產生的摩擦，而車輛牽引力是為了保證車輛的整體運輸能力，只有具備較大牽引力才能保證滿足使用需求。總之，無論是車輛的制動系統還是牽引力大小都會對軌道交通電氣安全運行產生一定影響，必須加強重視。

（二）輔助車輛供電系統

城市軌道交通工程中，系統能否穩定運行還需要有充足的電力作為基礎保障[1]。電力安全系統是電力資源的重要來源，甚至直接影響到車輛內部的照明、空調等功能的正常使用。在供電系統中，主要是根據設施設備運行需要的電力類型為其提供充分的電力資源，通常情況下為直流電。

（三）車門控制系統

車門控制系統的作用是為乘客提供上下車便利，也是電氣安全系統中組成部分之一。車輛在運行過程中，為了滿足人們的交通需求，對于一些人員較集中的站點會增加停車頻率，而這一過程中要去嚴格控制車門開關系統，確保車輛的安全運行。

（四）傳動系統

在城市軌道交通中，系統能否安全運行，保持正常工作狀態，與車輛傳動系統有著很大的關系。為了滿足車輛多元化的發展需求，必須從軌道交通電氣安全系統入手，提高系統的安全穩定性能。同時城市軌道交通系統有著非常復雜繁瑣的結構設計，加上站點乘客密集，車輛停車的次數相應的就會頻繁一些，在這種運行模式下，只有保證傳動系統較強的穩定性能才能減少車輛運行中各種安全隱患問題。所以，要想更好的滿足城市軌道交通電氣安全的現實需求，應該著重考慮從傳動系統入手提高系統的穩定性能，使其具備強大的工作能力。

三、城市軌道交通的電氣安全技術及安全措施

（一）工作接地

1.高壓回流接地

高壓回流接地操作是為了將接觸網中的電流通過車輛軌道回流到變電所中，在形成回路以后可以檢驗電路是否是正常接通狀態，這也是電路設計時需要考慮的問題，只有確保電流順利回流到電源中才能使車輛正常安全運行，大大減少損壞或觸電等的安全事故。同時，回流接地電纜阻抗應該保持在較低狀態，至少有兩個不同通路可以保證電流同時回流，以免其中一個存在問題對整個系統都產生直接影響，并且還需要將所有電路與母線連接來實現電流回流 [2]。

2.低壓工作接地

低壓工作接地的目的在于提供基準電位，也作為分散信號的回流通道，起著重要作用[3]。在進行接地過程中必須保證電路設計的嚴謹性，以最小的電流保證電流的安全流經，而且這一過程并不會對車輛的正常形式帶來安全隱患。在設置電位基準以后，如果出現復雜的信號一般情況下也會順利回歸到電流通道中，不會受到影響。同時在實際電路還需要避免共阻抗干擾的問題，通過將數字信號與模擬信號單獨接地可以減少影響。

（二）安全接地

1. 人身安全保護

在城市軌道交通電氣系統中，人身安全保護主要針對上下車乘客的人身安全。通常情況下，直流電接近0.1的時候人身體就會產生一些疼痛感，如果電流不斷增加那么對于人體造成的影響也會增加，甚至是嚴重的傷害，比如休克或死亡。因為每個人有不同的體質，相應的阻抗也會有所不同，但是在電壓不斷增加以及施壓面積不斷增加的情況下，人體阻抗能力會減弱。所以，為了保障乘客的人身安全必須將電流控制在人體可接收范圍內，一般情況下可以在乘客能夠觸碰的地方設置一些安全防護措施，比如車輛放電箱子外增加防電措施，即使在車輛運行過程中發生漏電時也能確保不會對人體造成重大損害或發生觸電事故等，從而保障乘客的人身安全。

2. 設備安全保護

針對設備方面的安全保護主要通過兩種方式：第一種方式是防雷接地，這是比較常見的保護措施。具體做法為：在受電弓的后端位置安裝金屬氧化物避雷器，這樣就可以避免車輛電氣設備因為雷擊過電壓受到嚴重損壞，破壞電氣設備的性能與內部結構，并且在限制續流持續時間與幅度上也會起到一定作用；第二種方式是高壓設備外殼接地，可以減少或避免設備外殼上存留過多電荷。當城市軌道交通電氣設備絕緣發生損壞的情況下使外殼上帶電，需要及時啟動電源保護并切斷電源，從而減少對設備的損壞程度。

（三）屏蔽接地

1. 集膚效應

集膚效應指的是變電流通過導體時，電流會無限接近導體表面流過，而且電流流過的頻率會直接影響到集膚效應的效果 [4]。為解決這一現象可以在高頻信號接地電纜時使用較大表面積編織接地線。

2. 電場屏蔽

當屏蔽層沒有進行接地處理的情況下，在電路等效電路中很容易出現騷擾源電路電壓與屏蔽層耦合電容發生耦合現象，而且騷擾源電路還會經過屏蔽層再與其他導線發生耦合，即發生兩次耦合，在這種情況必然會對電路正常運行產生影響。但是將屏蔽層進行接地以后，形成一個短路，會由屏蔽層耦合電容短接到大地，從而避免了騷擾源電路對整個電路造成的干擾。此外，在接地過程中應該選擇屏蔽編制層緊密的電纜。

3. 磁場屏蔽

磁場屏蔽主要是屏蔽層外產生的磁場可以與回流之間產生的磁場相互抵消，這一過程就可以有效屏蔽磁場帶來的干擾，保證軌道交通的正常運行，也被稱為主動屏蔽[5]。

4. 地環路對屏蔽的影響

當接地點出現壓降以后，會逐漸形成環路，進而影響屏蔽層的屏蔽性效果。具體來說就是在負載上添加的電壓，比如信號源的有用電壓、噪聲電壓等，無論哪一類型電壓一旦形成地環路會直接影響到屏蔽層。

結語

綜上，在城市軌道交通中，電氣安全系統是車輛能夠安全、穩定運行的關鍵，通過加強電氣安全系統的性能，提高電氣安全技術水平，可以保障乘客的人身安全，使車輛運行的可靠性更高，同時有助于城市軌道交通的良性發展。作為一項復雜、系統化的工程，為了保證電氣安全需要切實做好接地以及屏蔽等安全措施，減少觸電、漏電等安全事故發生，也是為了更好的滿足人們對交通的多元化需求。

參考文獻

[1]趙錫林.城市軌道交通車輛電氣系統接地探討[J].城市建設理論研究（電子版），2016（32）：15-16.

[2]楊獻德.淺談城市軌道交通電氣安全技術[J].山東工業技術，2017（19）：181.

[3]梁曉明.基于城市軌道交通電氣安全技術分析[J].科技資訊，2018，16（34）：58-59.

[4]李彬.城市軌道交通：現狀、發展與對策研究[D].西南財經大學，2012.

[5]崔喜風.城市軌道交通工程施工技術要點和管理[J].黑龍江科學，2015，6（03）：18-19.

（作者單位：無錫地鐵集團有限公司建設分公司）