地铁屏蔽门系统的接地与绝缘
地铁屏蔽门系统的接地与绝缘
所谓接地，简单地说就是各种设备与大地的电气连接，其目的是保证设备正常和安全运行，为建筑物或人身的安全准备条件。按其作用不同，分为：防雷接地、工作接地、保护接地、防静电接地、电磁屏蔽接地及电子设备信号接地。
而绝缘是指阻止两个导电体接通的状态。
本文针对地铁站台屏蔽门系统，分析其接地原因和绝缘措施，以及实施方案和检测标准。
屏蔽门系统是一个典型的机电一体化产品，安装于地铁、轻轨等交通车站站台边缘，将车站站台与行车隧道区域隔离开，设有与列车门相对应，可多级控制开启与关闭滑动门的连续屏障，简称屏蔽门。既然是一个电气系统，又涉及到人身安全，自然不能忽视接地和绝缘的问题。这其中的接地就属于保护接地。
为了弄清屏蔽门系统的接地原因，先来了解一个名词“跨步电压”。跨步电压是指当人的两足分别站在地面上具有不同对“地”电位的两处时，在人的两足之间所承受的电位差或电压。
延伸一下：当人的四肢或身体的任何两点接触具有不同对“地”电位的两处时，都会产生跨步电压。当土壤中存在大接地电流时，在地面上就会呈现跨步电压。
根据对土壤中电流场的分析、计算可知，跨步电压的大小主要与接地电流的大小、人与接地体之间的距离、跨步的大小和方向及土壤电阻率等因素有关。一般距接地体愈远处，跨步电压愈小，跨步愈小，跨步电压愈小。所以在可能形成跨步电压的电气设备周围要设置围栏，实行安全隔离，发现邻近有高压线触地时，不要大步奔跑，而要单足或并足跳离线路触地点。
地铁列车采用直流供电系统，并且把钢轨作为回流轨，直接连到牵引变电站，为了防止迷散电流对地下金属管线的电腐蚀，钢轨和大地采用绝缘安装。为了接地，钢轨通过牵引变电所的接地母排和地网连接。这样，钢轨和大地之间存在电位差。
屏蔽门门体结构的顶部和底部采用绝缘安装，即屏蔽门门体和大地是绝缘的。根据城市轨道交通站台设计关于绝缘和等电位的要求，在屏蔽门投入运营后，屏蔽门门体和钢轨要保证等电位，即屏蔽门门体和钢轨要采用等电位连接。
由于钢轨和大地之间存在电位差，那么屏蔽门门体和大地之间也就存在电位差。一旦当乘客上车手接触到门体或一只脚踩屏蔽门踏步板，而另一只脚踩大地时，在乘客身体内就有电流流过，这就是所谓的跨步电压的作用，这个电位差如果过大会危及乘客人身安全。
不过有些地铁项目已经开始采用第三轨，钢轨不再作为回流轨，并且这也是一种趋势，在这种情况下，屏蔽门不再进行绝缘及等电位处理，因此站台绝缘和接地方案的设计必须是在 “当列车采用钢轨作为回流轨” 的前提条件下。
接地和绝缘方案措施
针对屏蔽门系统接地要求，屏蔽门单元之间电气连接成一个等电位体，再连接至钢轨，确保乘客不会因屏蔽门与车体的电位差受到电击。
分析门机系统机械结构，通过顶箱及踏步板内连续的接地铜排（也可以用电缆代替）以及接地导线将安全门的各金属部件相连，达到等电位的要求。如下图所示。
在门体内部，利用接地导线将各种金属部件连接到铜排(或电缆)上，然后将铜排(或电缆)接至连接电缆。连接电缆最后连到离端门10~20米处钢轨的连接孔上，以确保门体与列车车体等电位。
为了避免乘客触电的危险，将屏蔽门整个下部支撑结构的表面涂上特殊的绝缘材料，同时在屏蔽门前方900mm范围内铺设了橡胶地板，达到了双重绝缘的效果，简称橡胶地板方案。还可以在站台层内敷设绝缘薄膜的方式，形成绝缘带，也可以达到同样的效果，简称绝缘薄膜方案。
(1) 橡胶地板方案
橡胶地板电阻值较高，敷设在地面面层，乘客防电击的安全系数大大提高，同时也达到了车站的整体装修效果。具体做法为在距离屏蔽门边约900mm宽，站台通长范围内敷设3.5mm厚的橡胶地板，基面到完成面的预留厚度为8mm。方案示意图如下图。
(2)绝缘薄膜方案
本方案采取在地铁站台实体中设置绝缘层的方式，即地下预埋绝缘薄膜的形式，形成绝缘带，每侧分若干段，方案示意图见如下图。
接地和绝缘的检测标准
屏蔽门系统接地时，要求屏蔽门门体与钢轨连接接线端子的距离必须为最短距离，根据地铁站台屏蔽门和铁轨的布置，门体和钢轨的最短距离约20米左右。连接电缆的横截面积必须达到50mm2，连接后电阻应小于0.1Ω。
总结
