浅谈地铁车辆电气系统接地措施

浅谈地铁车辆电气系统接地措施

摘要】地铁具有运量大、污染小、节能、舒适安全、自动化程度高等优点，改

变了人们出行方式，同时也缓解了地面交通压力。地铁车辆电气系统的工作原理

复杂，在行驶过程中也会存在这样那样的风险，因此，需要采取接地等必要安全

措施。

【关键词】地铁车辆；电气系统；组成部分；接地措施

前言

地铁交通方式的出现，不仅缓解地面交通压力，而且对城市空间的节约利用

也作出了很大贡献。然而地铁交通作为一个庞大的运作体系，电气系统作为重要

组成部分，车辆电气接地措施则是保证地铁车辆安全行驶的重要方式，也会影响

地铁运输方式的正常运行。所以地铁车辆电气系统要从多个阶段进行控制，避免

技术人员进行地铁车辆电气系统的规划设计时出现疏忽导致设备及线路连接方式

不合理，同时要注意在地铁车辆运行过程中定期进行电气系统的检修，加强电气

系统维护管理，降低电气系统运行过程中出现问题风险，甚至由于地铁车辆电气

系统的故障造成严重的经济损失和安全事故。

因此，研究地铁车辆电气系统的设备组成和线路连接等方式很有必要，既能

够保证地铁车辆电气系统稳定运行，还能够为电气系统的接地措施奠定基础。地

铁车辆的保护接地主要指设备外壳接地，包括车体金属部件之间、所有金属箱体

与车体之间、车钩与车钩之间、车体和转向架之间、转向架和牵引电机之间，使

所有电气传导部件与车体成为一个等势体，最终与地面相连。研究城市交通车辆

电气系统接地措施需要明确轨道车辆电气设备在工作接地、屏蔽接地以及安全接

地等不同阶段的接地问题，分析出现问题的原因并寻找解决办法，并辅以科学技

术手段和合理的管理计划进行电气系统维护，才能促进我国地铁车辆的稳定行驶，增强地铁车辆运行的安全可靠性，从而发挥地铁车辆的有效价值。

一、地铁车辆电气系统组成部分

地铁车辆电气系统是驱动车辆行驶的先行条件，完善的组成结构才能提高电

气系统的工作效率，地铁车辆由牵引制动控制系统、辅助供电系统、车门控制系

统三个主要部分组成。

（一）牽引制动控制系统

牵引制动控制系统包括牵引和制动两个功能部分，是轨道车辆工作时不可缺

少的两个部分。两者结合实现车辆控制，而两者结合所表现出来的功能效果则直

接反应在车辆运行中。实际轨道车辆行驶过程控制中，需要通过改变单次城市轨

道车辆的牵引加速度和制动减速度来协调车辆的周期性行驶，尽量平衡不同车辆

的行驶时间差，从而保证乘坐地铁车辆的人员能够更好的安排时间、利用时间，

进一步提升城市轨道车辆运行效率。

（二）辅助供电系统

辅助供电系统则是地铁车辆电气系统的动力来源，其主要由两部分设施组成，一部分是以直流供电系统为基础的三相交流电源支持的供电设备系统，直流供电

系统包括用电设施、充电机器、蓄电池以及整流装备三个基础部分，利用充电机

器和蓄电池实现设备系统的供电功能；另一部分是将三相交流的供电设施功能化，使地铁车辆上的其他设备借助变流机器的通风机、电机通风机等接收供电效果。

（三）车门控制系统

车门控制系统是控制城市轨道车辆开关门的智能化系统，来完成城市轨道车

辆的顺利开关门，该系统由控制电路、控制开关以及执行的构件等共同组成。技

术人员需要明确车门的机械组成和车门智能化控制系统及其子系统的控制原理，

正确安装轨道车辆车门控制系统的连接线路，为控制信号的顺利传输和及时处理

提供物质基础，从而保证城市轨道车辆进行精准的开关门控制，减少车辆运行故障。

二、地铁车辆电气系统接地措施

城市轨道车辆电气系统接地是保证其安全稳定工作的必要方式，实际交通基

础设施建设过程中必须科学完善的进行接地处理，才能实现信号传输和安全疏导，主要措施包括工作接地、屏蔽接地和安全接地。

（一）工作接地

工作接地指的是工作状态下的接地措施，目的是形成电气回路帮助进行车辆

行驶控制，主要有低压和高压两种方式。高压电气回路的组建主要是将连接线网

中的电流与地铁车辆轨道形成相互关联，然后利用电路传输信号给主控中心，通

过智能化的分析处理后，控制中心的将处理后的电信号传输给变电站，通过电流

参数的改变实现对地铁车辆的稳定控制。技术人员设计高压电气回路时，要利用

接地手段将连接线网与轨道响应电流完全并入到电源中，防止地铁车辆在行驶过

程中由于电流负载而损坏电气系统，减少意外事故的发生。低压电气回路主要是

进行辅助信号回流，通过对电气系统中低压信号的精准点位将多余的信号电流进

行妥善处理。

（二）屏蔽接地

屏蔽接地指的是在地铁车辆运行中将周围的电磁场效应进行消除，避免电磁

场产生干扰信号影响车辆的运行控制，主要接地措施是趋肤效应电场屏蔽。电流

经过电气系统电路时会产生感应作用使导体内部产生分流作用，由导体内部向外，电流密度逐渐增大，形成趋肤效应，为了提高行驶速度而增加回路电流时会增加

趋肤效应强度，形成轨道安全威胁，因此需要技术人员采取接地措施削弱趋肤效应，尽可能增大接地线的表面积，才能在保证地铁车辆行驶安全的前提下提高行

驶速度。

（三）安全接地

安全接地措施是城市轨道车辆安全运行的基础保障，城市轨道车辆本质是通

过轨道中的电流交变进行运行控制。因此，正常运行状态下，整个车辆、轨道以

及相应的电气设备都处于电气回路中，如果地铁车辆相关设备和设施没有妥善的

做好接地处理，就极有可能存在安全威胁，一旦电流积聚，便会对接触到的导体

瞬间释放，产生不可挽回的后果。例如，地铁车辆电气构件处于工作状态时，会

负载一定的电压，大约是DC110 V，如果此时人体不小心解除电气构件，将会有

电流流经人体，人体相当于3000Ω的电阻，由于电流的热效应，瞬间会产生大量

的热，产生严重的触电后果。进行安全接地措施时要考虑多方便可能，尽可能全

面进行风险的规避，首先要通过设计规划将地铁车辆中容易产生触电危害的设备

及元件进行隔离处理，尽量避免接触人员，其次利用导线连接的方式将流经车辆

及轨道的电流尽快疏导，降低车辆及轨道的电势电位，降低危害程度。需要注意

的是，电气设施如果存在漏电现象，也会产生同样的触电危害，所以要经常对电

气系统构件进行检修，保证其工作状态正常。

三、结束语

随着我国交通运输行业的发展，地铁车辆将会加大应用力度，虽然其有效缓

解了城市交通压力，但仍然对人们产生较大的安全威胁，因此需要技术人员做好