地铁车辆电气布线要点

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1、专业知识分享版摘　要　电气布线是地铁车辆设计的重要内容。为了提高地铁车辆的可靠性、安全性和可维护性，并能有效地降低制造成本，从模块化思想、电磁兼容和安全性等多个角度介绍了地铁车辆电气布线的方法与规则。关键词　地铁车辆；电气布线；模块化现代地铁车辆功能越来越丰富，伴之而来的是越来越复杂的车辆电气系统，并带来电磁兼容、人身和设备安全、生产的难度和效率等诸多方面的问题。传统、简单的电气布线方式已经不能满足日益复杂的车辆电气系统需要，这就需用更加系统、规范的方法和手段来适应车辆电气布线的新要求。１　电气布线的模块化思想模块化思想是将复杂庞大的系统分解成多个规模较小的、相互间耦合性很小的模块来实现。

2、模块化思想贯穿了产品的整个生命周期，从设计到工艺到制造，甚至延伸到市场开拓和售后服务阶段。其每一个环节都可以通过模块化思想来避免重复劳动，同时便于每个功能的标准化，最终达到降低成本、提高效率、便于维护和升级的目的。对于电气布线，模块化思想主要体现在功能区域划分和线束化两大工作内容。功能区域的独立性越强，区域间的装配、测试、维护等工作的相互影响程度就越小。线束化避免了布线前期工作与车体制造、初期装配等工作之间的影响，同时也避免了不同功能区域之间布线的相互影响。　使命：加速中国职业化进程联系电话：0755-86153458专业知识分享版电气布线功能区域划分要结合电气机械设计开展，通常除了独立的

3、大型电器设备（如变流器、空调控制柜等），还划分出高压箱、中低压箱、车端电器柜等功能区域。各区域内部的布线相对独立，功能区域之间通过整车布线线槽中分等级的线束进行连接。这一工艺在电气原理设计阶段就要充分考虑。对于电气原理图中的电器元件，不仅要定义其所属的系统（如牵引系统、制动系统、门控系统等），还要定义其所处的空间区域（如司机室隔墙电器柜、二位端电器柜、车下高压箱等）。元器件空间位置定义的合理性直接影响到各功能区域的独立程度，进而影响到电气布线的模块化效果。线束设计需要两项重要输入：一是各元器件的连接器和接线端子的空间位置，二是连接清单（包含电缆线号、电缆线两端的器件和针脚号等信息）。工艺人

4、员根据这两项信息，并考虑避开走线路径上的干涉，同时要考虑走线的美观和节约用料，这样就可以设计出三维的电气线束；再根据现场制作的需要，将三维的电气线束展平成平面图形，绘制成线束模板图。线束制作工人只需根据线束模板图就可以加工出合格的线束，不用依赖于现车，所加工出线束的一致性也较好。线束模板图的样例见图１。２　电气布线的电磁兼容性随着地铁车辆电气功能的增加，车辆电磁环境也变得愈为复杂。这就要求在做布线工艺设计时，需充分考虑电磁兼容性问题。电磁干扰的三要素为干扰源、传输途径和干扰对象。对于布线工艺设计来说，主要是通过掐断或削弱电磁干扰的传输途径来解决电磁兼容性问题，因为另外两个要素在大多数情况下

5、是由设备而不是由布线决定的。掐断或削弱电磁干扰传输途径的方法主要有电缆分级和屏蔽。电缆分级是指将电缆根据干扰强度和敏感程度分为若干等级。不同等级的电缆线之间必须保持一定的距离或敷设于不同的线槽之中，以避免相互之间的干扰耦合。例如，可将电缆分为５个等级，级号越低就表示其干扰强度越低，一般其敏感程度也就越高。不同等级的电缆线间最小距离可根据类似于表１的矩阵表来确定。屏蔽可分为两种情况：一种是避免外界对自身电缆的干扰，如低压信号线；另一种是避免自身对外界的干扰，如牵引电机电源线。屏蔽的方式可采用金属线槽、金属软护套管或电缆本身自带屏蔽层来实现。使命：加速中国职业化进程联系电话：0755-8615

6、3458专业知识分享版屏蔽体接地设计的质量直接影响到屏蔽的效果，也是工艺设计中的一大难点。一般来说，对共模干扰敏感的电缆宜采用单点接地，因为多个接地点间的电位差会在屏蔽体中形成电流。该电流会在电缆两端产生感生电动势，从而使电缆中的信号失真（如图２所示）。对于波长很短而电缆很长的高频信号（一般在电缆长度大于０．１５倍波长时考虑），则宜采用多点接地，以减少屏蔽体的天线效应。对于高频电子设备的屏蔽体（箱体），宜采用金属编织带进行接地。因为频率越高，趋肤效应越明显。金属编织带表面积大，故对于高频信号的阻抗较小。３　电气布线的安全性地铁车辆为载人交通工具，除了要考虑设备的安全，还要充分考虑操作、维护

7、人员和乘客的人身安全。从乘客安全问题的角度思考电气布线，主要应考虑火灾和触电这两个方面的问题。引起火灾的原因包括电缆过载发热和电气短路。电缆过载发热时如果温升太高，则会引起火灾，即使不立即引发火灾，也会加速电缆绝缘层的老化。要解决电缆过载发热的问题，首先要弄清电缆中流过的工作电流Ｉ的大小、预期的环境温度、敷设类型、预计寿命、持续工作时间等因素，并根据这些因素确定出等效的电缆电流Ｉｃ的大小。Ｉｃ＝Ｉ／（ｋ１·ｋ２·ｋ３·ｋ