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电气布线工艺中电缆防护技术的研究

时间:2018-10-22 19:54作者:admin打印字号:

摘要】  为了使地铁这种交通方式更好的发展,更好的为城市交通轨道做出贡献,要对地铁车辆电气布线及电缆防护技术进行深入研究,使供电系统为地铁的运行更好的服务和提供动力。车辆电气布线及电缆防护是整个地铁工程设计和施工中的重要组成部分,它关系到地铁的安全、高效、经济运行。本研究介绍了电气布线设计特点;研究了如何在布线时减少操作过程对电缆造成的损伤;对电缆的防护方法提出有效的建议。
关键词】  地铁车辆;电气布线;电缆防护;
 

1 引言

随着科学技术的不断进步,人们的生活质量和生活水平越来越高,城市化建设脚步加快,地铁作为城市交通的新型工具有着举足轻重作用。而电缆作为地铁电力和信号传输的载体,电缆的安全承载着整个地铁系统的安全性和可靠性。因此,对地铁车辆电气布线以及电缆防护技术的研究有着重要意义。
在进行车辆电气系统设计时,要遵循相关国家标准设计车辆电气设备布置图,根据车辆电气设备布置进行线缆布置的设计,在设计时应将动力线、控制线、信号线分开走线设计,并将不同设备走向的电缆进行编号分类,要充分考虑线束间距,防止线束间距太近引起的电磁干扰,以保证电气系统的可靠性和安全性。

2 电气布线设计的主要特点
2.1 安全性和可行性
安全性和可行性是电气布线设计的第一要素。如果地铁车辆采用的了一个有漏洞的布线方案,轻则造成全部和局部设备不能造成运行,影响地铁车辆的正常工作,给人们的生活带来不便。重则,造成重大安全事故,给人们的生命财产造成重大威胁。一个电气布线的设计如果能做到,有良好的系统接地保护、电气保护、防火保护等,不仅能保证地铁车辆时时刻刻都能够正常运行,而且面对突发事件,能处之泰然,从容面对。及时发生重大事故,地铁车辆系统也不至于完全瘫痪,保持部分系统能正常运行,也不会危及人们的生命财产安全。在保证安全性的同时,也应注意电气系统的可维护性和美观性,每一个产品都会损坏,这只是时间的问题,设计得好的电气布线,不仅可以减少工作人员对电气保养维护的工作量,而且可以大大缩短保养维修的工作时间以及减轻工作的难度。
2.2 电磁兼容性
 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。
表1 不同等级电缆间最小距离矩阵表示例
电缆等级 1 2 3 4 5
1   3~6 cm 3~6 cm 10 cm 15~20 cm
2 3~6 cm   3~6 cm 10 cm 15~20 cm
3 3~6 cm 3~6 cm   10 cm 15~20 cm
4 10 cm 10 cm 10 cm   15~20 cm
5 15~20 cm 15~20 cm 15~20 cm 15~20 cm  
 
2.3 线束设计
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。

电缆防护
3.1  电缆敷设保护
电缆敷设到位后应及时对电缆进行绑扎固定,电缆的固定一般采用尼龙扎带,在扎带扎紧电缆部位应先采用自卷型电缆护套对电缆进行防护然后再用扎带进行扎紧,这样既可以分散扎带扎紧电缆后的局部受力,也可以起到保护电缆的作用。在绑扎电缆时,电缆的弯曲半径应符合相应规定,当电缆直径或线束外径小于20mm时,弯曲半径应不小于电缆外径或线束外径的3倍;当电缆直径或线束外径大于20mm时,弯曲半径应不小于电缆外径或线束外径的5倍。
电缆敷设到位并绑扎完成后,为了防止其他工序施工对电缆造成损伤,应及时对电缆进行防护,对于车辆临空敷设的电缆应按线束整齐后顺势盘整并捆扎,用白布带就近将线束悬挂起来,悬挂点要安全可靠,以防止电缆的重量对其他设备件造成损伤,线束悬挂高度距离地面应不小于1米,并检查线束晃动过程中不与周围的设施相抗磨;所有到电气柜、操纵台等不能悬挂的线束,在布线完成后,按线束整齐后顺势盘整并捆扎,用帆布将线束包裹盖上加以防护,并上面贴上“禁止踩踏”等醒目字样的标示,以防止人员踩踏或异物跌落到线束内。
电缆敷设接近尾声时应对线缆穿入穿出车体部位进行密封性封堵,以防止灰尘、雨水等进入车辆内部,在封堵过程中除了按照设计封堵的部分之外,还应该用防火材料对电缆铺设过程中工艺相对较差的部位进行遮盖,以提高电缆铺设的整体美观性。
3.2  交联电缆中间接头的防护
我国目前使用交联电缆中间接头的主要品种有硅橡胶冷缩型、硅橡胶预制型、热缩型、绕包型、环氧树脂浇注型。
采用自粘性绝缘胶带绕包型的中间接头防水性能最好,但是绕包式接头施工难度大,劳动强度高。目前除上海供电公司坚持使用以外,其它供电公司很少采用。环氧树脂浇注型中间接头的机械防护性能最好,但是施工工艺复杂,对环境要求高,产品的电气稳定性能一般。目前这种中间接头供电系统很少使用。热缩型电缆中间接头电气性能较差(国网武高院对全国热缩附件抽查的结果是不符合国标)防水性能一般。故目前该产品在经济发达地区已经逐步停用。硅橡胶预制型中间接头性能稳定可靠。但是安装困难,尤其对于3芯电缆安装更加困难,故目前较少使用。硅橡胶冷缩型中间接头由于安装方便,电气性能基本稳定,既防水又散热。所以目前得到全国各地供电公司的普遍欢迎,使用比例逐年上升。但是该结构中间接头存在一定的故障率,所以我们要加强对于硅橡胶冷缩中间接头的防护,减少故障率。
加强对于电缆中间接头的防护可以从如下几个方面入手:
(1)加强产品安装环节时的质量控制,由于电缆中间接头安装环境比较差,现场条件无法控制,有时在烈日下温度高于40℃有时在冷风中温度低于10℃、有时安装人员站在水中安装、等等。故加强中间接头安装的基本条件规定与管理非常重要。
(2)加强对安装人员的培训,由于现在电缆中间接头使用量比较大,不少供电公司将该产品的安装交给普通的施工队,有很多施工队的安装人员根本没有经过培训,对电缆与附件产品一点都不了解,也没有基本的看安装图纸的能力,无法保证产品的安装质量。
(3)中间接头安装时加强对防水环节的质量控制,一是在接头两端绕包自粘性半导电胶带(防止由铜屏蔽渗入的水,由于电缆外护套及内护套破损进水,),二是在绕包防水胶带时要将电缆的内护套及外护套进行打磨并清洁(防止从外护套或内护套渗入的水)。
(4)对于长期浸水运行的中间接头可以考虑加装玻璃钢外壳,内灌聚氨酯防水密封胶。
(5)有防火要求的电缆中间接头可以在中间接头表面完整的绕包自粘性防火胶带。
4   小结
随着地铁车辆的功能日益多样化,对电气布线系统及电缆防护技术的要求也越来越严格。我国在地铁车辆前期方面的研究还不够成熟,还有待完善。本文介绍了一些电气电线设计及电缆防护技术的要点,以供同行参考。
参考文献
[1]NFF61-012铁道车辆导线和电缆的选择标准[S].Paris:AFNOR,1998.
[2] TB/T3153-2007铁路应用 机车车辆布线规则[S].
[3] EN 50343:2003 机车车辆布线规则.
[4] 高攸纲.屏蔽与接地[M].北京:北京邮电大学出版社,200

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