地铁车辆电气布线要点分析

何红

摘 要：随着我国城市建设的加快，城市规模不断扩大，大量的人口涌入城市，私家车也日益增多，这给城市交通带来了巨大的压力。在此基础上，地铁的建设和普及很好的缓解了城市交通的压力。地铁在城市交通中扮演着十分重要的角色，因此要确保地铁车辆的安全性、可靠性和可维护性，就要重视地铁车辆的电气布线。本文从模块化、电磁兼容性和安全性三个方面阐述了地铁车辆电气布线的要点。

关键词：地铁车辆；电气布线；城市交通

前言

随着现代化科技的发展和进步，地铁车辆的功能越来越先进、越来越全面。因此，地铁车辆的电气系统也越来越复杂，并带来了电磁兼容、安全方面和生产方面的问题。传统、简单的电气布线方式已经不能满足现代化的地铁车辆的需求。这就需要采用全新的电气布线技术，以满足地铁车辆电气系统的需求。

1.电气布线的模块化

所谓模块化，就是把复杂、庞大的系统分解成很多规模、耦合性较小的模块来一一实现。模块化思想在产品的整个生命周期内都能起到积极的作用，包括产品的设计和生产，再到销售和售后服务。这当中每一个环节，都可以通过对模块化思想的把握和利用，来避免重复劳动，提升标准化，最终达到降低成本、提高效益的目的。而对于模块化思想在地铁车辆电气布线方面的应用，则主要体现在以下两个方面：

1.1功能区域划分

在进行电气布线功能区域划分的時候，要充分结合对电气机械的设计来进行，除了牵引变流器、空调控制柜等大型电气设备以外，还要独立划分出高压箱、中低压箱和电气柜等区域。各个功能区域中的布线要相对独立，区域之间则通过全车布线槽中的线束来进行连接。对于电气系统中的各个电器元件，不仅要定义其所属系统，也要定义其所处位置。只有将电器元件的空间位置准确、合理的进行定位，才能更好的发挥地铁车辆模块化电气布线的效果和优势。

1.2线束化

在进行线束设计时，要注重两项信息：各类电器元件的接线端子及连接器所处的位置和连接清单。技术人员根据以上信息，结合布线过程中需要避开的部分，以及布线的美观性和节约型，设计出三维的线束。而后，根据现场观察布线需要，再将三维线束展开，形成平面线束，并根据其绘制线束模版。工人只需按照线束模版就可以进行线束的生产工作，不需要依赖于现车也能达到合格标准。

每个功能区域越独立，区域之间相互的影响就越小，避免了相互干扰的情况。而线束化的实现，则避免了电气布线的前期工作与车体的制造、装配等工作之间的冲突和影响，也避免了不同功能区域之间的布线影响。

2.电气布线的电磁兼容性

随着地铁车辆功能上的增加，对电气系统的要求就越来越高，使得地铁车辆的电磁环境也越来越复杂。所以在进行电气布线设计的时候，要充分考虑到电磁兼容性的问题。电磁干扰产生的主要因素有干扰源、传输路径和干扰对象。而电气布线主要是通过将电磁干扰的传输路径削弱或直接切断，来解决电磁兼容性的问题。具体的实现方法主要有以下两点：

2.1电缆分级

电缆分级就是根据不同的干扰强度和敏感程度，将电缆分为不同的等级，等级越低，其干扰强度就越低，敏感程度则越高。然后将这些电缆按照不同的等级，保持一定的距离，或者布于不同的线槽之中，这样就能有效的避免电缆之间的干扰耦合度。

2.2屏蔽

屏蔽分为两种情况：一种是避免外界对自身产生的电磁干扰。另一种是避免自身对外界产生电磁干扰。要实现屏蔽，可以采用金属软管护套、金属线槽或电缆自带的屏蔽层。

另一方面，屏蔽体的接地部分的质量，将直接影响屏蔽的效果。通常，对于共模干扰敏感的电缆，应采用单点接地法。因为如果有多个接地点的话，之间的电位差会使屏蔽体中产生电流，这股电流会在电缆中产生电动势，从而使电缆传输的信号失真。

3.电气布线的安全性

地铁车辆是交通运输车辆，是载人的交通工具，所以，在进行电气布线时，除了要考虑设备之间的影响之外，还应当考虑到驾驶人员、维护人员和乘客的安全。从地铁车辆电气布线的角度考虑，能够给人身安全造成威胁的，主要是火灾方面的原因。而引起火灾的原因比较复杂，主要包括电缆过载过热和电气线短路。

3.1电缆过载过热

当电缆处于过载状态的时候会发热，这种现象比较常见。但是如果在发热时温度升的太高，则很可能引起火灾。即便没有引起火灾，也会加速电缆绝缘层的老化。而要解决电缆过载过热的问题，首先要确定电缆中经过的电流的大小、设计温度、敷设类型、设计寿命、持续工作时间等，然后根据这些因素，计算出等效的电缆电流。确定了等效电流，再根据相关标准对比计算，就可以得出电缆的横截面积。只要确保电缆的横截面积足够大，就可以减少或者避免电缆过载过热的情况。

3.2电气线短路

电气线短路的最主要原因，除了接触不良和虚连之外，最重要的就是电缆的绝缘损坏或失效。造成这一结果的主要原因分为割伤、受力和老化。

3.2.1电缆绝缘层割伤或破损

可能导致割伤的原因是电缆的绝缘层和车辆中的金属锐边和锐角相互接触，或者由于固定不牢固、来回晃动造成的与车内其它物体相互摩擦所造成的。所以，在电气布线的过程中，要合理的设计和选择布线路径，避开金属的边角，或在金属边角上加垫缓冲物，同时严格的对电缆线进行固定，避免其与车内物体摩擦。

3.2.2受力过度

不合理的受力也会导致电缆线绝缘层的破损或者断裂。这主要是由于电缆的过度弯曲或拉伸造成的。每种电缆都有其最小的设计弯曲半径，如果弯曲程度超过最小弯曲半径，很有可能会使是电缆线绝缘层破裂或折断。所以，在布线过程中需要进行转弯的时候，要充分考虑到电缆的最小弯曲半径，同时也要考虑到热胀冷缩的因素。

3.2.3电缆线绝缘层老化

正常情况下，电缆线的绝缘层老化的速度是十分缓慢的，而在其使用寿命范围内，其各种功能都是符合安全标准的。但是一些特殊情况，如电缆长时间过载过热、接触其它化学物质等，其绝缘层的老化速度将大大加快。随着电缆线绝缘层的逐渐老化，它就会变得硬而脆，极容易破损或断裂。因此，一定要做好对电缆线的保护工作，以延长电缆线的使用寿命。

4.总结

地铁车辆的电气布线是一个整体性的施工过程，布线效果的好坏直接影响着车辆电气系统的运转，从而关系到这个地铁车辆的性能。只有在电气布线过程中充分的考虑到每一个细节，不断开发和完善电气布线的工艺和技术，才能保证地铁车辆电气系统的性能，保障车辆的顺利运行。