城轨车辆整车接地技术研究

摘要：车辆接地系统不仅要满足列车运行、安全的要求，而且要为整车车载电气设备提供良好的接地平面或者等势体，用于屏蔽接地。本文主要针对城轨车辆整车接地系统的分类及采取相应措施达到运行安全的目地进行了探讨和研究。

关键词：接地屏蔽参考面

中图分类号：U264.7+4 文献标识码：A文章编号：

Research of Grounding Technology of Urban Railway Vehicle

Wei xingliWang yanzhuo,

(R&D Center Tangshan Railway Vehicle Co., Ltd. 063035, Tangshan, Hebei Province)

Abstract: Grounding system on the vehicle not only meets the requirements of operation and safety, but also provides grounding plane or isopiestic bulk for EMC grounding. This article discusses and researches classification of grounding system on urban railway vehicle and adopted measure for running safety.

Key words: grounding, screening, plane of reference

引言

电磁兼容设计最困难的设计之一就是接地设计，为电磁干扰信号提供一个良好的接地参考面是解决电磁干扰问题的最重要的基础。在实际应用中，接地技术非常复杂，需要具体情况具体分析。

1城轨车辆接地分类

城轨车辆接地设计按照功能可划分为3类：屏蔽接地、运行接地和保护性接地，其中：

1) 屏蔽接地：目的是为电磁干扰提供良好的低阻抗回路，以保护电子设备免受高、低频电磁干扰的影响；

2) 运行接地：目的是将来自供电网的电流反馈给变电站；

3) 保护性接地：用于保护人员和设备在故障状态下(比如短路)免受接触电压的伤害。例如转向架、牵引电机、牵引变流器箱、辅助变流器箱、高压箱等设备，如果内部出现短路故障时，壳体会带电，易对人体造成危害，因此必须通过建立保护性接地，以较低阻抗连接到车体上。

标准EN50153规定：当车体或转向架与钢轨间采用滑动或柔性连接时，每台车至少需有两个这样的连接通路，且其中一路的故障应不会引发损害或有电击的危险。两条通路都应能目视检查。通路应该有一定的截面积，以承受所有流过的电流，同时应考虑流经钢轨的电流和故障电流。

标准EN50153规定：轴承不能作为电流回路的一部分。

标准EN50153规定：机车、动车、客车车体与保护性导体间的最大阻抗为0.05欧姆。

2城轨车辆接地原则

高压电路回流接地并防止主轴轴承电蚀；

电气设备外壳接地，确保人身安全；

屏蔽接地，防止干扰，确保电磁兼容性；

牵引电机均压线接地，消除电位差，防止电机轴承电蚀。

将回流的电路接地与消除电位差接地分开；

将高压电路接地与低压电路的接地分开；

转向架地线就近接到接地块上；

从接地块到各接地装置的回流线的阻抗尽量一致；

低压电路在本车设置负极接地线，它与交流三相380V的N线会合后接于车体；

各车之间设均压线，消除电位差，并将各车低压负极线连在一起；

3 整车接地参考面设计

整车接地参考面是保证整车具有良好EMC特性的基础，它为列车各个车载电气设备提供统一的接地参考，如果设计不当非常容易在车载各电气设备间形成电位差，造成车内意外的回流，影响各设备正常工作，严重的会造成人身安全危害。

3.1 保护性接地和运行接地

保护性连接应具备可维护性，便于检查和维护。通过保护性连接实现的列车车体和保护性导体间的最大连接阻抗不得大于50毫欧。

保护性接地设计在所有的接地措施中是最高级别的设计，如果其它目的的接地设计与其发生冲突，首先考虑的是保护性接地设计措施。

整车保护性接地和运行接地示意图如图1所示，以2M2T编组列车为例：

图1整车保护接地和运行接地示意图

图中Tc1、M1、M2、Tc2各车每个转向架通过两个保护接地线与车体相连，车体之间通过2跟保护接地线相连，消除整车补偿电流，并均为冗余设计。

每列车的牵引变流器或者辅助变流器的电流回线均跟接地装置相连。

带有牵引变流器的M1、M2车，为防止运行回流经保护接地线流向车体，需在车体保护接地线上串联保护接地电阻RE。

车端连接器壳体经保护性电阻串接到车体上。

3.2 屏蔽接地

整车要正常运行并具有良好的EMC特性，除了必须有运行地和保护地以外，还必须将整列车设计成一个良好的EMC接地平面。实践证明电磁兼容地和保护地可一起实施，并不矛盾。但需要注意的是当电磁兼容和保护发生矛盾时，保护措施高于电磁兼容措施。

电缆的屏蔽接地是实现EMC的关键措施，根据接地方式的不同可分为单点接地和多点接地。无特殊说明或者要求，屏蔽层需要两点接地，而且尽可能实现360度接地。不同的接地方式，屏蔽效能不同。在不同等电势点的情况下，电缆屏蔽层不能两点接地，那样会在屏蔽层中出现不希望的干扰电流。

4 常用的接地装置、接地带、接地钳夹

4.1接地带使用说明

在工程中最多使用的是圆形线缆和扁平接地带。在使用圆形线缆和扁平接地带的时候，需要遵循如下规则：

接地线越短越好

圆形电缆接地线的最大允许长度为300mm

在接地线长度超过300mm的地方，必须使用扁平接地带。

5结束语

通过以上的分析研究，对城轨车整车接地系统类别有了明确的划分，并同时提出了在设计过程中针对不同部位、不同设备所采取的有效接地方式。随着城轨车辆的快速发展，为了车辆安全及稳定的运行，接地系统必将会得到更加完善的应用。

参考文献

[1] EN 50153-2002: 铁路应用—机车车辆—电气隐患防护的规定

[2] BS EN 50122-1-2001： 铁路应用—固定安装—第1部分 电气安全和接地相关的保护措施

[3] DIN EN 50124-1-2004: 铁路应用绝缘配合第部1 分：基本要求电工电子设备的电气间隙和爬电距离