地铁屏蔽门系统接地与绝缘的分析陈素萍

地铁屏蔽门系统接地与绝缘的分析陈素萍

陈素萍

深圳地铁集团运营总部客运一公司广东深圳518000

摘要：针对地铁车站站台屏蔽门系统接轨及绝缘方面有争议的几个问题，本文从原理、安全性进行了分析。认为屏蔽门系统应与车站建筑结构间绝缘安装，应与行走轨道作等电位连接；屏蔽门门槛的站台侧1.5至2米的范围内应敷设有绝缘层。

关键词：地铁；屏蔽门；接地；绝缘

为了提高地铁运营安全，防止乘客有意外或无意跌落轨行区发生事故，减少站台区与轨行区之间冷热气流的交换、降低列车噪声、美化站台环境等。目前国内新建的地铁、轻轨等轨道交通站台边缘，均安装了与列车相应的屏蔽门。一些建设较早原先未安装屏蔽门的车站，现在已经或正在加装站台屏蔽门。因地铁车辆是由直流电机牵引钢轨作为回流轨，且钢轨与在大地绝缘，当列车进站时，钢轨与在地之间有可能产生较大的电位差。为了确保乘客上下车时不产生跨步电压，并防止列车进出站时乘客触摸站台屏蔽门发生危害或不适，站台屏蔽门需要进行绝缘处理，且门体与轨道保持等电位。

那么，在地铁车站屏蔽门系统建设过程中，关于屏蔽门系统是否需要接轨保护、是否需要绝缘安装、门槛的站台侧是否需要建设绝缘地板或绝缘层等问题，一直是地铁行业内争论的焦点。本文对以上问题提出了见解，希望能供其它地铁工程以参考。

1接地

所谓接地，简单地说就是各种设备与大地的电气连接，其目的是保证设备正常和安全运行，为建筑物或人身的安全准备条件。按其作用不同，分为防雷接地、工作接地、保护接地、防静电接地、电磁屏蔽接地及电子设备信号接地等。需绝缘是指阻止两个导电体接通的状态。

2跨步电压

为了弄清屏蔽门系统的接地原因，首先来了解一个名词“跨步电压”。跨步电压是指当人的两足分别站在地面上具有不同对“地”电位的两处时，在人的两足之间所承受的电位差（或电压）。当人的四肢或身体的任何两点接触具有不同对“地”电位的两处时，都会产生跨步电压。当土壤中存在大接地电流时，在地面上就会呈现跨步电压。根据对土壤中电流场的分析、计算可知，跨步电压的大小主要与接地电流的大小、人与接地体之间的距离、跨步的大小和方向及土壤电阻率等因素有关。一般距接地体越远处，跨步电压就越小；跨步越小，跨步电压就越小。

3接轨

轨道交通DC1500V供电系统采用绝缘安装，不接地系统，列车通过接触网（或接触轨）取电流、钢轨回流，由于轨道与车站、区间结构不能做到完全绝缘，有电流泄漏至大地，因而存在轨电位。轨电位与DC1500V供电系统、杂散电流防护系统与接地系统、列车运行位置及状态、地铁环境等有关，轨电位作为一个动态值，对进出列车的乘客和运营人员人身安全有影响，当轨电位过高，会引起电击事故。

兼用作回流的地铁走行轨与隧道主体结构（或大地）之间的过渡电阻值（按闭塞区间分段进行测量并换算为1km长度的电阻值），对于新建线路不应小于15Ω•km，走行轨电阻26mΩ•km；供电系统在牵引变电所及车站内设计有钢轨电位限制装置，主要监视钢轨与地之间的电压。《城市轨道交通技术规范》第8.1.12条第4款规定，“在正常运营条件下，正线回流轨与地之间的电压不应超过DC90V”如果该电压超过预定的值（DC90V左右），钢轨电位限制装置动作，将钢轨通过钢轨电位限制装置接地；同时，钢轨电位限制装置监视钢轨与地之间的电流，当该电流低于预定的值时，钢轨电位限制装置将自动复位，断开钢轨对地的连接。

4绝缘安装

车辆在正常运营状况下，最大会带有DC90V或DC120V的直流电压。屏蔽门系统接走行轨后，若不对屏蔽门系统进行绝缘安装，供电系统的回流将会通过屏蔽门流至大地，造成对车站主体钢结构的腐蚀。

《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》中规定：地铁的杂散电流（迷流）对城市建筑和地铁本身具有较大的腐蚀作用，为限制地铁杂散电流，降低与消除其不利影响，必须采取防护措施。《城市轨道交通站台屏蔽门》要求，门体与车站结构之间的绝缘电阻不小于0.5MΩ。对站台屏蔽门采取与车站建筑结构间绝缘安装，以防止供电系统的杂散电流通过屏蔽门系统腐蚀车站结构。

5站台板上绝缘层的敷设

屏蔽门绝缘安装并与走行轨连接，则站台屏蔽门设备与钢轨等电位，最高可携带DC90V或DC120V的电压，对站台候车乘客造成安全威胁。对站台屏蔽门门槛的站台侧1.5至2米的范围内均敷设有绝缘层，则可保证正常候车乘客及正常上、下车乘客的安全。

6屏蔽门处理方案

屏蔽门安装在每个车站站台边缘，屏蔽门系统站台设备（包括门体、顶箱、支承结构、门槛等）与车站的建筑结构间进行绝缘安装，站台屏蔽门站台侧1.5至2米的区域敷设站台绝缘地板。此条件下屏蔽门有二种处理方案。

方案一：屏蔽门系统站台设备及屏蔽门设备房内设备与车站接地网连接。屏蔽门门机内部若发生驱动电源（AC380V、AC220V或DC110V）电压泄漏至门体时，可通过接地保护，同时屏蔽门系统内保护装置动作，使屏蔽门系统退出运营处于待修状态。若此时有乘客正在上下车，会有生命危险。没有发生电源泄漏且绝缘地板及屏蔽门绝缘安装完好的情况下，此方案可以保证乘客在上下车时的安全。

方案二：站台屏蔽门不与接地网连接，也不与回流钢轨连接。在屏蔽门绝缘效果完好的情况下乘客不会受到轨电位的干扰。但在屏蔽门系统门机驱动系统电源（AC380V、AC220V或DC110V）泄漏至门体的故障状态下，导致门体上带有380V电压情况，会引起门体成为带电设备，对乘客会有较大威胁。若此时乘客正在上下车，乘客会有生命危险。

7结论

轨道交通屏蔽门系统金属门框通过电缆与轨道连接，实现门体、列车、轨道的等电位联结，站台边缘设置绝缘带、门体与封建结构绝缘安装。通过限制通过人体的电流方式保证乘客在车站上下列车的安全，门体、列车、轨道等电位联结避免了不同电位带来的安全事故。

参考文献：

[1]CJJ49-1992地铁杂散电流腐蚀防护技术规程[S]

[2]CJJ183-2012城市轨道交通站台屏蔽门系统技术规范

[3]GB50157-2003《地铁设计规范》

[4]GB50490-2009《城市轨道交通技术规范》

[5]GB/T1410-2006《固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法》