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城市轨道交通车辆电气配线系统设计研究

2020-07-23陈亚民

农家科技下旬刊 2020年6期
关键词:设计

陈亚民

摘 要:对城市轨道交通而言,车辆电气配线系统可谓是保障车辆乃至整个轨道交通体系正常、稳定、高效运行的基础,故而加强对其的设计十分有必要。本文将从整体电气设备配备设计、电气设备布线设计及注意事项等方面,对城市轨道交通车辆电气配线系统设计展开探讨,但愿能为城轨交通运输事业发展起到些许帮助。

关键词:城市轨道交通车辆;电气配线系统;设计

轨道交通车辆电气配线系统直接关系到车辆运行性能、稳定、可靠、安全等,是保障轨道交通运输事业稳定发展的重要基础。车辆电气配线系统设计受多方面因素影响,如整车结构、运行环境、性能要求、施工及检修维护等,整体设计难度较大,但凡其中任一环节存在问题,都可能导致系统稳定性受影响,进而威胁城市轨道交通安全,必须对其进行科学设计。

一、城市轨道交通车辆电气配线系统的整体电气设备配备设计

(一)电气设施设备结构

对轨道交通车辆电气配线系统电气设施设备结构的整体设计而言,一定要以保障系统集中、紧凑为基础设计原则,从而适应空间有限的车辆。对此,应当优先考虑和设计主要设备与大型设备,通常将这些设备设计在车辆下部,或者将它们进行隔离,以免它们占据大量车辆空间并影响车辆功能。针对部分噪声和振动较大的电气部件,也应当遵循这一设计原则,以免对乘客造成影响。另外对功能性、舒适性的电气设备,则应当对整个列车进行全面考量,基于列车系统进行合理布置,尽量充分发挥这些电气设备的作用。譬如水和卫生系统这种服务性的电气设备,一般置于列车两端,既方便乘客使用,也不影响乘客乘坐舒适性。

(二)电气设备设置

在對电气设备进行设置时,应当从多个方面进行综合考虑,合理规划,高效配置。首先需要从整体上进行统筹规划,综合考虑系统设置要求以及车型特点,将功能类似的车辆进行组合,同时对车辆进行模块化分区,从而实现系统化、标准化管理。分线装置作为车辆电气配线系统设计的关键,需要确保各装置被科学设计于车辆合适位置,包括车上、车下、车前、车后等,如电力和控制连接器设置在车端位置,配电盘设置在车上位置。另外还需要合理设计走线路径,既要确保走线满足系统运行要求,同时还要保证美观、安全和质量。首先根据车辆结构、配线要求等,在车辆上设计专用的线槽、线管、走线支架等,用于规范走线路径,而且需要确保这些走线基础结构不存在伤线隐患。对走线路径上的结构、配件表面进行加工处理,主要是进行圆滑作业施工,确保不会对线缆以及人员造成伤害。而且在走线路径设计时还应当对路径上及周围的防护区域防护措施进行明确设计,以免走线施工过程中对车辆系统造成影响。另外电气接线连接方式的设计也十分重要,在实际设计时应当以功能要求为基础,并对各种实际情况进行合理设计。如果需要应用接线端子,则需要以电流大小、进出线数为基础合理选择接线端子,以保障质量和减少型号为重要设计原则。如果是对电气箱、控制箱以及各种柜台和被控制设备进行连接,通常需要选用接线端子排或者工业连接器,而且应当充分考虑后者在线路校对、耐压试验方面的优势。在进行接线端子、连接器等的选型设计时,应当以技术性能为基础,以车型配件互换为参考,尽量不选用同种异型端子。

(三)电气走线结构和功能空间

电气走线结构直接关系到整个电气配线系统的运行稳定与可靠,更关系到整个轨道交通车辆的结构合理性,必须进行合理设计。在实际设计时一般选用封闭式线槽结构,同时基于配线电压等级对高压、低压回路线槽进行科学设计。另外还需要对电气配线系统的功能空间进行合理设计,包括安装、操作、防护和密封、观察检查等功能,从而更好的支持电气配线系统设计、安装、检修与维护。

二、城市轨道交通车辆电气设备布线设计

(一)电线槽布线设计

使用电线槽作为布线设计的基础,具有隐藏线路、保护电线、节约空间、施工简单、管理方便等优势,而且在实际设计时通常将其设计于车下位置。根据配线设计要求以及车辆材质,可以合理选择铝质或者钢质电线槽。其中前者质量更轻,隐藏线路作用更佳,不过成本也更高,多用于空间较大区域;而后者由于易变形性良好,能够用于较小空间,安装更为灵活。为了避免线路耦合,应当尽量将不同性质、不同受压线路加以隔离。至于电线槽的尺寸,可以直接通过电线数量及电线横截面积进行计算,另外在有必要时还可以对横截面进行变形处理,从而更好的满足电线槽布线需求。

(二)电线管布线设计

电线管与电线槽的作用基本一致,只不过前者美观性稍弱,但是更便于维修。为了减少车辆重量,城市轨道交通车辆上的电线管多为铝质线管。电线管设计应当以紧凑为重要原则,同时对馆内电线电缆空间位置进行合理布置,在需要将电线管和车下电气设备相连时可以设置分线箱。

(三)分线箱布线设计

分线箱同样有铝质和钢制两种,在城市轨道交通车辆电气配线设计中通常选用钢制分线箱。根据实际需求,可以设计出不同形状的分线箱,不过通常设计为长方体。在设计分线箱尺寸时需要综合考虑电线电缆横截面积、数量、借口空间、检修空间等因素。另外在车钩与转向架周围设置分线箱时,应当将其与前二者的距离严格控制于9~12cm范围内。

三、城市轨道交通车辆电气配线系统设计注意事项

(一)全面做好相关防护工作

在进行电气配线系统设计时,出于安全考虑一定要全方面做好相关防护工作。首先应当加强接地保护,保障接地安全。通过合理设计线路,对汇流箱、配电盘等需要进行接地保护的电气设备进行有效保护。其次需要适当隔离设备与线路。当设备和线路相距较近时,为了避免信号耦合、干扰等情况,需要利用隔离器加以隔离。针对噪声大的设备,也可在有需要的情况下对其进行隔离。另外还需要做好轨道交通车辆电气配线系统的防火保护、耐寒耐热等保护工作。

(二)做好电气配线测试工作

在进行轨道交通车辆电气配线系统设计时,应当对相应的电气配线测试方法加以确定,从而在系统建设结束后及时进行测试,确保系统稳定、可靠运行。传统电气配线测试方法主要是采用校线仪进行手工测试,效率较低,同时容易因为人为因素影响测试结果可靠性。对此,可以在设计时便可以对章鱼试验法的试验内容,试验设备,以及包含导通测试、绝缘耐压测试、电阻测试及二极管与继电器测试在内的试验方法加以规范化设计,实现对电气配线的自动化测试。

四、结束语

综上可知,车辆电气配线系统是城市轨道交通系统中的重要组成部分,对整个系统的稳定、可靠运行有着巨大影响。从设计处入手,全面加强和优化轨道交通车辆电气配线系统设计,同时结合时代、轨道交通运输事业、信息技术、电气配线技术等的发展,不断完善设计,是确保城轨交通系统正常高效运行的有效手段。

参考文献:

[1]陈常江,董力群.电动车组电气配线工艺设计系统开发关键技术研究[J].机械管理开发,2012(01):71-73.

[2]邸建财,王欣,孙玲玲.章鱼试验法在轨道交通车辆电气配线测试中的应用[J].城市轨道交通研究,2019(2):120-122.

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