屏蔽门轨电流检测装置技术改造项目

摘要：屏蔽门系统对地绝缘低的问题在屏蔽门行业中是一个普遍存在的问题，2010年开通的二号线延长线和八号线延长线也未能够完全解决这个问题。对于已经投入客运的线路，存在设备环境变化快，专业接口繁多等影响因素，要从根本上解决屏蔽门对地绝缘低的问题比新建线路更困难。在此条件下，虽然采取了移开与屏蔽门金属件接触的对地设备、使用绝缘胶垫隔离不同电位设备等多种防范措施，但屏蔽门系统对地绝缘仍达不到设计标准，屏蔽门系统因对地绝缘低、轨电流过大而产生打火现象依旧是一个影响客运与安全的隐患。

关键词：屏蔽门;轨电流;检测

1.打火原因分析

地铁列车一般采用直流牵引供电系统，并把钢轨作为回流排，直接连至牵引变电所。为了避免杂散电流对地下金属管线和混凝土结构钢筋等造成电腐蚀，钢轨与大地是绝缘的。因此，钢轨与大地之间可能产生较大的电位差，使地铁列车的车体外壳存在电位。

屏蔽门安装在站台边缘，与列车车体之间的距离很近，乘客上下车时极有可能同时接触到列车车体外壳和屏蔽门门体。为保证足够的强度，屏蔽门门体立柱和门框均为金属材质（ 大部分地铁线路屏蔽门的外露金属材料采用不锈钢，部分线路采用铝合金） ，列车车体外露材质也类似。在上下车过程中，乘客可能同时接触到两种不同电位的金属材质。由于列车车体的外壳可能存在较大电位，使得车体与屏蔽门间可能会出现电位差，给上下车的乘客造成危害或带来不适。

为了避免这一危害，现在广州地铁屏蔽门的做法是将屏蔽门门体与钢轨进行等电位联结，消除屏蔽门与列车门门体之间的电位差。然而，假如将屏蔽门绝缘值比作一个电阻 ，当 足够大时，经过屏蔽门的轨电流可以忽略不计，当 过小时，流过屏蔽门的电流则会变大，从而产生打火现象。

2.本项目思路及意义

由于屏蔽门绝缘系统接口太多，施工完毕后绝缘薄弱点的检查和整改相当困难，在这种情况下，对于打火情况只能采用严防的方法，在打火之前提前发现可能打火点。在这种思想指导下，该项目采用监察接轨线的电流，一旦发现接轨电流异常的情况下，查找可能打火点的方法来将可能打火点找出并进行处理的方法进行预防。

该项目的意义在于可以及时将屏蔽门绝缘打火的安全隐患提前发现并及时进行处理，避免由于打火造成影响行车的恶略后果。

3.项目的检测原理

本项目利用接轨电流是一直变化的交流电，利用这一特性，本项目采用电流互感器进行检测，并利用现有的EMCS系统进行集中检测，系统示意图如图1所示：

图1 检测系统示意图

本项目中采用的是霍尔传感器检测等电位电缆的电流值，利用RVVP4*1.5信号线将电流值实时传送到EMCS系统供调度实时监控，报警厥值是+/-10安，当电流达到厥值时，系统会产生报警。

4.项目的可行性

4.1成本可行性

本项目中，对于每站屏蔽门只需要霍尔互感器2个，每个价格为1624块钱，配线800米，每米价格12.57元，再加上按照3%比例预估的易耗品预算，每站的总成本为13703.12元，成本较为低廉可行。

4.2施工可行性

本项目中，需要通过霍尔传感器对轨电流进行检测。通过现场勘查，可以选定的方案有两个：

4.2.1将霍尔传感器安装在轨道侧，然后通过轨道侧的电缆架直接进入配电室接入EMCS监控模块：

优点：不需要穿过屏蔽门门头，无需揭开屏蔽门线缆盖进行放置信号线;

缺点：霍尔传感器放置在轨道侧，固定不好有可能跌入轨道，影响列车运行。

4.2.2将霍尔传感器安装在屏蔽门门头，然后沿着现有线路进入配电室接入EMCS监控模块：

优点：霍尔传感器在屏蔽门门头，日后维修更换方便，不会影响行车;

缺点：由于在门头需要揭开线缆盖进行布线，工程量较大。

通过以上两个方案的对比，考虑到日后对于该设备的维修更换的方便性及对于行车的影响，采用方案2进行施工。

5.项目的实施

5.1项目材料选择

经过对霍尔传感器及信号线的选型后，选定在市二宫站、火车站作为试点进行施工改造。本项目采用的霍尔互感器为：1213296352霍尔电流传感器：TD5D150C420V4，直径Φ38mm，输入150A直流，输出4-20mA，电源24VDC，开环，信号线为RVVP4*1.5信号线，能够满足项目的需求。

5.2现场线路布置

通过现场勘查，确定霍尔互感器安装在屏蔽门门头盖板内，接轨地线接入屏蔽门处

为减少对屏蔽门系统的影响和降低施工难度，施工布线确定沿用现有的电缆架及线槽进行布线施工

5.3施工后数据测试

完成施工布线后，与EMCS专业人员进行共同调试，测试数据如表1所示，

timestamp（时间） IHCZPSDK1XLDL_VAL0（电流） IHCZPSDK2XLDL_VAL0（电流）

2014-10-28 2：41 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：42 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：43 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：44 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：45 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：46 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：47 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：48 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：49 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：50 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：51 -37.5 -37.5

2014-10-28 2：52 -0.5625 -0.54375

表1 电流数据

timestamp（时间） alarm_id（地址） resource（站名） log_action（当前动作值） alarm_message（中文说明）

2014-10-28 2：41 I.HCZPSDK2.XLDL HCZ G 火车站下行屏蔽门泄漏电流报警

2014-10-28 2：52 I.HCZPSDK2.XLDL HCZ R 火车站下行屏蔽门泄漏电流报警

表2 报警信息

（注：报警厥值是+/-10安，达到厥值则产生报警;G代表生成，R代表消失，A代表有人确认过、不需要理会）

从表1的数据，从2：41通过轨电流施加37.5A的电流，同时表2中2：41动作值为“G”，即表示此时已经报警，2：52轨电流恢复正常值，因此2：52动作值为“R”，表示电流已恢复正常，通过以上数据可以看出，EMCS系统能够如实地反映出电流数据，并且进行报警，证明该项目实施是有效的。

6.结语

本项目试点成功能通过对屏蔽门接轨电缆电流进行检测，及时发现轨电流异常情况，从而采取措施避免打火现象，虽然无法从根本上避免打火，但是能够通过及早发现来避免打火造成的恶劣影响。