所謂接地，簡單地說就是各種設(shè)備與大地的電氣連接，其目的是保證設(shè)備正常和安全運(yùn)行，為建筑物或人身的安全準(zhǔn)備條件。按其作用不同，分為防雷接地、工作接地、保護(hù)接地、防靜電接地、電磁屏蔽接地及電子設(shè)備信號(hào)接地。而絕緣是指阻止兩個(gè)導(dǎo)電體接通的狀態(tài)。本文針對地鐵站臺(tái)屏蔽門系統(tǒng)，分析其接地原因和絕緣措施，以及實(shí)施方案和檢測標(biāo)準(zhǔn)。屏蔽門系統(tǒng)是一個(gè)典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，安裝于地鐵、輕軌等交通車站站臺(tái)邊緣，將車站站臺(tái)與行車隧道區(qū)域隔離開，設(shè)有與列車門相對應(yīng)， 可多級(jí)控制開啟與關(guān)閉滑動(dòng)門的連續(xù)屏障，簡稱屏蔽門。既然是一個(gè)電氣系統(tǒng)，又涉及到人身安全，自然不能忽視接地和絕緣的問題。這其中的接地就屬于保護(hù)接地。為了弄清屏蔽門系統(tǒng)的接地原因，先來了解一個(gè)名詞“跨步電壓”?？绮诫妷菏侵府?dāng)人的兩足分別站在地面上具有不同對“地”電位的兩處時(shí)，在人的兩足之間所承受的電位差或電壓。延伸一下：當(dāng)人的四肢或身體的任何兩點(diǎn)接觸具有不同對“地”電位的兩處時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生跨步電壓。當(dāng)土壤中存在大接地電流時(shí)，在地面上就會(huì)呈現(xiàn)跨步電壓。根據(jù)對土壤中電流場的分析、計(jì)算可知，跨步電壓的大小主要與接地電流的大小、人與接地體之間的距離、跨步的大小和方向及土壤電阻率等因素有關(guān)。一般距接地體愈遠(yuǎn)處，跨步電壓愈小，跨步愈小，跨步電壓愈小。所以在可能形成跨步電壓的電氣設(shè)備周圍要設(shè)置圍欄，實(shí)行安全隔離，發(fā)現(xiàn)鄰近有高壓線觸地時(shí)，不要大步奔跑，而要單足或并足跳離線路觸地點(diǎn)。地鐵列車采用直流供電系統(tǒng)，并且把鋼軌作為回流軌，直接連到牽引變電站，為了防止迷散電流對地下金屬管線的電腐蝕，鋼軌和大地采用絕緣安裝。為了接地，鋼軌通過牽引變電所的接地母排和地網(wǎng)連接。這樣，鋼軌和大地之間存在電位差。屏蔽門門體結(jié)構(gòu)的頂部和底部采用絕緣安裝，即屏蔽門門體和大地是絕緣的。根據(jù)城市軌道交通站臺(tái)設(shè)計(jì)關(guān)于絕緣和等電位的要求，在屏蔽門投入運(yùn)營后，屏蔽門門體和鋼軌要保證等電位，即屏蔽門門體和鋼軌要采用等電位連接。由于鋼軌和大地之間存在電位差，那么屏蔽門門體和大地之間也就存在電位差。一旦當(dāng)乘客上車手接觸到門體或一只腳踩屏蔽門踏步板，而另一只腳踩大地時(shí)，在乘客身體內(nèi)就有電流流過，這就是所謂的跨步電壓的作用，這個(gè)電位差如果過大會(huì)危及乘客人身安全。不過有些地鐵項(xiàng)目已經(jīng)開始采用第三軌，鋼軌不再作為回流軌，并且這也是一種趨勢，在這種情況下，屏蔽門不再進(jìn)行絕緣及等電位處理，因此站臺(tái)絕緣和接地方案的設(shè)計(jì)必須是在 “當(dāng)列車采用鋼軌作為回流軌” 的前提條件下。針對屏蔽門系統(tǒng)接地要求，屏蔽門單元之間電氣連接成一個(gè)等電位體，再連接至鋼軌，確保乘客不會(huì)因屏蔽門與車體的電位差受到電擊。分析門機(jī)系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過頂箱及踏步板內(nèi)連續(xù)的接地銅排(也可以用電纜代替)以及接地導(dǎo)線將安全門的各金屬部件相連，達(dá)到等電位的要求。如圖1所示。
在門體內(nèi)部，利用接地導(dǎo)線將各種金屬部件連接到銅排(或電纜)上，然后將銅排(或電纜)接至連接電纜。連接電纜最后連到離端門10~20米處鋼軌的連接孔上，以確保門體與列車車體等電位。為了避免乘客觸電的危險(xiǎn)，將屏蔽門整個(gè)下部支撐結(jié)構(gòu)的表面涂上特殊的絕緣材料，同時(shí)在屏蔽門前方900mm范圍內(nèi)鋪設(shè)了橡膠地板，達(dá)到了雙重絕緣的效果，簡稱橡膠地板方案。還可以在站臺(tái)層內(nèi)敷設(shè)絕緣薄膜的方式，形成絕緣帶，也可以達(dá)到同樣的效果，簡稱絕緣薄膜方案。橡膠地板電阻值較高，敷設(shè)在地面面層，乘客防電擊的安全系數(shù)大大提高，同時(shí)也達(dá)到了車站的整體裝修效果。具體做法為在距離屏蔽門邊約900mm寬，站臺(tái)通長范圍內(nèi)敷設(shè)3.5mm厚的橡膠地板，基面到完成面的預(yù)留厚度為8mm。方案示意圖如圖2。
本方案采取在地鐵站臺(tái)實(shí)體中設(shè)置絕緣層的方式，即地下預(yù)埋絕緣薄膜的形式，形成絕緣帶，每側(cè)分若干段，方案示意圖見圖3。
屏蔽門系統(tǒng)接地時(shí)，要求屏蔽門門體與鋼軌連接接線端子的距離必須為最短距離，根據(jù)地鐵站臺(tái)屏蔽門和鐵軌的布置，門體和鋼軌的最短距離約20米左右。連接電纜的橫截面積必須達(dá)到50mm2，連接后電阻應(yīng)小于0.1Ω。橡膠地板或絕緣薄膜鋪設(shè)過程中，每個(gè)單元鋪完后，單獨(dú)做絕緣測試，采用絕緣搖表(兆歐表)，測試腳一端接絕緣區(qū)，一端接非絕緣區(qū)，其阻值應(yīng)不小于50M。工作完成后，進(jìn)行總體絕緣電阻測試，測試電阻應(yīng)大于等于0.5MΩ，電壓條件為500VDC。地鐵站臺(tái)屏蔽門系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電控制系統(tǒng)，應(yīng)用在涉及人身安全的地鐵環(huán)境中，所處環(huán)境人員密集，人流量大，列車特殊的工作條件導(dǎo)致在進(jìn)站時(shí)屏蔽門門體與大地之間有一定的電位差，為保證乘客人身安全，設(shè)備必須良好接地，并在屏蔽門邊緣沿站臺(tái)做好絕緣措施，以此來達(dá)到安全、舒適、節(jié)能的候車環(huán)境。
