城市轨道交通车辆电气系统接地探讨

黄文俊

摘要：随着科学技术的不断发展，城市轨道交通交通事业也得到了快速地提高。现代交通工具已经成为人们工作、生活中不可缺少的一部分。因此，对传统老旧线路进行改造和升级是势在必行之举;而对于地铁系统而言更是如此，作为城市轨道车辆电气接线子系统之一，电子信号设备及控制系统等均应具备良好性能以及质量水平以适应现代化社会发展需求，确保其可靠运行安全稳定高效地实现轨道交通运输安全与运营效益的目的。本文通过对城市轨道交通车辆电气系统接地进行分析和研究，并提出一些建议，希望能够为我国城市轨道交通车辆电气系统的改造和升级提供一定帮助。

关键词：城市轨道;交通车辆;电气系统接地

前言：

城市轨道交通车辆中的电气系统是连接各个子系统与地铁轨道列车之间的纽带，其运行质量会直接影响到整体运营效率，对整个行车安全具有重要意义。因此必须要加强对于城市轨道交通线路上各部件接地问题进行研究。在我国经济快速发展背景下带动了城市化进程加快、我国交通拥堵情况日趋严重等因素促使着城轨电耗量不断增加且比例呈逐年上升趋势;此外随着科学技术的进步以及社会需求也使得地铁车辆电气系统的供电质量要求越来越高，这也使得城市轨道交通车辆电气系统接地问题成为目前研究的热点。

1、绪论

1.1 重要性

城市轨道交通是一种大型的运输工具，在我国，由于技术和管理水平等各方面原因导致其发展缓慢。随着人们对交通出行需求的不断增加以及科学技术飞速进步。传统意义上来说城市轨道车辆电气系统主要由电控单元、变频器及电力线路构成;而目前而言我国对于地铁线路建设已经有了一定程度上基础性工程规划设计经验与研究工作积累;同时轨道交通是一个非常复杂且庞大的综合体，需要考虑多种因素和条件才能建成最符合实际情况的接地设计方案。

1.2 现状

我国的城市轨道交通起步比较晚，但是随着经济和社会发展，我国在交通领域也取得了巨大突破。目前我国有很多大城市都已经建成了轻轨线路。并且也有一些中小城市正在建设地铁或者城际铁路等轨道运输方式来满足人们出行需求以及缓解日益严重的能源问题与环境污染压力之间矛盾;同时由于城市化进程加快带来人们对交通运输服务要求越来越高、道路网络结构更加完善及车辆性能不断提高，这些因素共同作用着我国未来交通发展趋势和方向。但是随着科技水平的快速提升，城市轨道交通車辆的电气系统也在不断发生改变，所以对其进行改造是非常有必要并且具有可行性。

2、电气系统的构成

2.1 牵引和制动的控制系统

城市轨道交通中的牵引和制动系统是其主要组成部分，在整个列车运行过程中起着至关重要的作用。由于我国目前正处于发展阶段，铁路车辆运输量不断增加。这就要求相关人员要加大对牵引电动车组采用电气接线时的控制措施以及设备可靠性等方面进行改进与升级;另外还要加强列车制动、紧急停车等问题上都需要进一步改善提高安全性能及效率来保证行车秩序和畅通运行，因此在城市轨道交通中也必须采取相应的技术手段以满足该系统正常工作需求。

2.2 辅助的供电设备

城市轨道交通中的辅助设备主要包括电源开关装置、信号系统和变频器等，其作用是对线路故障进行快速诊断，并及时处理，以保证供电回路正常稳定。其中最重要的是负荷切换。由于电力电子技术在城市地铁车辆电气控制系统中有着不可替代且不可或缺地位;而电力电子设备又与车站内所有设施都有着千丝万缕联系：配电室的电压等级、设备间距离及信号系统均由不同电器元件构成（如变频器）和控制保护电路组成，而车站内的电气设备又与供电系统和控制保护电路有密切联系。因此，对城市轨道交通车辆中高压电器及低压配电室进行接地处理，对于保障线路安全、稳定运行具有重要意义。

2.3 车门控制系统

城市轨道交通车门控制系统主要是指：开关量、压力传感器和视频监控系统，以及接线控制装置。首先，通过对门控器的选择与安装来确定其工作原理。在实际施工过程中发现：当门控系统出现故障时需要及时更换或排除该部件;其次就是调节阀门开度及开启方式等信号来保证乘客乘车安全舒适性;最后则是对电气控制系统的硬件设备进行调试和维护保养以保障车门系统正常运行，从而确保城市轨道交通车辆乘客人身财产以及乘坐列车安全性、可靠性与稳定性。

3、接地措施

3.1 工作接地

工作接地，在正常或故障情况下为了保证电气设备的可靠运行，而将电力系统中某一点接地称为工作接地。工作接地分为高压与低压两种：低压回流接地是为了电路低压电精准电位可以有效得实现其效果;高压回流是需要将接触网的电流引入到铁轨中，然后经相关的操作以后转回到变电站，以此来确保轨道车辆在运行过程中的稳定。在高压回流工作接地的操作过程中，一定要注意接触网所通过的电流一定要全部确保流回到电源设备中，做到具体工作万无一失才可以保证轨道不会出现问题，车辆以及人身安全都不会出现损失。

3.2 屏蔽接地

城市轨道交通车辆的屏蔽接地是为了保护列车在线路故障或检修时不受到外界干扰而保持安全运行。通过对电磁感应源、接触器和电流传感器等设备进行检测，从而保证列车内部电子设备与外部电路之间相互连接，以防止因外部环境中存在磁场导致其产生电磁场而损坏设备和线路。

3.3 保护接地

保护接地是为了防止电气装置的金属外壳、配电装置的框架和线路塔危及人身和设备安全。所谓保护接地，是指电器的金属部分，在正常情况下不带电，在绝缘材料损坏或其他情况下可能带电，即与带电部分绝缘的金属结构部分。实践证明，在我国低压电网中采用保护接地是一种有效的安全保护措施。由于保护接地分为接地保护和中性点保护，两种不同保护方式的客观环境不同，如果使用不当，不仅会影响用户使用的保护性能，还会影响电网的供电可靠性。首先要了解和理解接地保护和中性点保护，掌握这两种保护方式的区别和适用范围。接地保护和中性点保护统称为保护接地，是防止人身触电事故、保证电气设备正常运行的重要技术措施。

3.4 合理使用接地电阻

城市轨道交通车辆接地故障时，其电气系统的运行状态会受到各种因素影响，例如：电压、电流等。因此需要对这些因素进行有效处理。在实际工作中要根据具体情况选择合适的方法。首先应该确保线路上发生了短路或者接触不良现象后应及时切断电源;其次是保证电力设备和机械装置能够正常运转并通过相应保护动作将电流经大地击穿而不受破坏;最后还需保障城市轨道交通车辆电气系统接地电阻值不超过标准范围，避免因接地电阻值过低而导致线路短路或者损坏。

3.5 优化接地方式

城市轨道交通车辆电气系统接地问题是一个复杂的综合过程，涉及到不同方面，例如，对设备运行环境、防雷击等要求也不尽相同。因此在实际工作中需要针对具体情况进行优化处理。首先需要根据相关法律法规和标准规定来明确相应内容;其次要结合城市地铁线路特点和相关规范要求确定合理有效的接地方式及保护措施以保证电气系统安全稳定可靠运转;最后还需考虑如何提高工作人员的操作水平，确保其能够熟练掌握并运用各种设备技术，

总结：

城市轨道交通车辆采用的是双极性的接线，在线路上会产生一定程度上中性干扰，因此要对接地系统进行合理设计。首先需要考虑到线路的电压、电流分布情况以及不同用户之间所存在差异性;其次需要根据实际情况选择相应相匹配设备并做好防雷保护工作;接着通过计算来确定各个节点间相互联系与电气隔离等问题;最后还需注意的是城市轨道交通车辆采用双极性接线时其运行维护及管理都要按照相关规定进行，避免出现故障后导致不必要的损失。

参考文献：

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