地铁站台门门体绝缘方案研究

地铁站台门门体绝缘方案研究

毛卫兵

天津市地下铁道集团有限公司天津市300380

摘要:地铁乘客在上车和下车时可能会接触到列车车身或月台车门车身。为了有效避免乘客触电的风险,站台的车门需进行隔热。目前各地地铁运营部门已接受并接受月台闸门对地面的绝缘电阻值不低于10.5mω。平台门至地面绝缘大多采用平台门本体上下柱连接多个绝缘垫作为技术手段。但是,不能绝对保证绝缘要求得到满足。此外,台架的安装精度和使用寿命会受到民用建筑和装饰的影响,进而影响台架的保温效果。另外,地铁正式开通运营后,月台的闸门本体在实际运营过程中也会受到空气、温度和湿度的影响,以及杂散电流的腐蚀,其绝缘电阻不断下降。为了保证乘客的安全,降低乘客触电的风险,有必要对地铁月台车门绝缘方案提出一个有效而合适的推广。

关键词:地铁;站台门;门体绝缘;改进方案

引言

目前运营线路站台均装有站台门,在运营过程中,频繁发生绝缘失效,导致等电位线不能连接。基于地铁站台门的绝缘现状,对站台门绝缘技术进行探讨。

1站台门绝缘安装的必要性

以某地铁6号线为例,列车采用DC1500V接触网供电,钢轨回流制式。列车车体与钢轮、钢轨为同一等电位体,当乘客同时接触车体与地面时,会产生电流通过人体,故通过站台门绝缘来消除电位差。站台门绝缘措施包含在站台门边贴近站台门范围内敷设绝缘层或绝缘地板、将钢轨通过等电位连接站台门,可消除列车和站台门门体及地面的电位差,避免上下车乘客同时接触列车与站台门门体后产生的不适感。同时可以避免杂散电流对结构的腐蚀

2站台门门体绝缘方案

2.1站台门门体结构

在绝缘问题研究初期,曾提出过站台门门体纯由树脂等绝缘材料构筑。这是具备可行性的研究方案。如完全用绝缘材料制作门体,则绝缘效果是超群的,绝对可以满足各地地铁运营部门的电阻值验收标准。但是,地铁站台门还需承受列车进出造成的振动,更要将人、车分界,并对站台边缘起防护作用,其骨架结构也要具有一定的防火隔断功能。目前,全绝缘材料构筑的站台门无法满足这些要求。可见,纯绝缘材料制成站台门门体的方案虽在理论上有可行性,但受限于现有材料技术,无法在实际中应用。只有以金属构件来作为站台门门体骨架才能满足相应的强度及功能要求。目前,以金属材料作为门体骨架,以绝缘材料作为电阻隔绝层才是最优站台门门体结构方案。

2.2绝缘层实施方案

2.2.1门体贴膜加装绝缘层方案

门体贴膜加装绝缘层方案中,绝缘层以贴膜加装的方式施工。贴膜技术是操作简便、且透明耐磨的方案。选择合适的材料也能做到无毒无害、抗化学腐蚀、不易燃烧。但是在实际使用过程中,加装的绝缘膜体极易受到温差和湿度变化的影响,常常会发生脱胶情况,从而影响绝缘效果。

2.2.2门体喷涂绝缘涂料

在站台门门体表面喷涂绝缘材料同样是操作简便、外观透明的方案;选用优质合理的材料也可满足经济实惠的要求,使门体具有无毒无害、抗化学腐蚀、不易燃烧等性能。但是,由于采用喷涂方式的涂层厚度极小,在实际使用时,一旦受到外界环境变化和人为摩擦很快就会出现涂层脱落的情况,从而降低绝缘层的绝缘保护效果。

2.2.3门体涂刷绝缘涂料

在站台门门体涂刷绝缘材料同样具有操作简便、外观透明的特性。合理选用绝缘材料也可满足无毒无害、抗化学腐蚀、不易燃烧的限制条件。而且,采用涂刷方式可大大增加绝缘层的厚度,大幅提高其耐磨性。涂刷层对温度、湿度变化和人为磨损的抗性也远远优于喷涂层。

2.2.4使用效果比较

地铁7号线(一期)和地铁6号线(二期)同时开始运营。这2条线站台门绝缘层分别采用了涂刷和喷涂的方式。当6号线(二期)的站台门喷涂层出现部分脱落情况时,7号线(一期)的站台门绝缘涂刷层粘接依旧牢固。检测发现,绝缘涂刷层电阻值高,综合性能极为优异,其表观效果与刚施工完成时高度一致。故选择涂刷绝缘材料的方案为最优方案。

2.3工程化试验

在方案的实践效果工程化试验中,进行了站台门门体(包括安全门每侧24个活动门、端门及应急门等)可触部分基层处理,门体待涂刷部分的表面清洁后,采用新型绝缘材料对每个站内的站台门门体金属外露不锈钢表面部分进行涂刷。充分考虑到乘客上下车、候车等待等触及可能性,涂刷区域覆盖了从滑动门立柱不锈钢包板及门楣,到端头门立柱不锈钢包板外露于站台侧部分,再到滑动门、端门与应急门轨道侧可与人体接触的金属部分。整个施工过程中,施工工艺简洁快速。用丙酮或酒精将门体金属表面清洗干净后,再用细羊毛刷将涂料轻轻地均匀涂在金属表面即可。工期短,也不需要专业设备,其施工过程快速而高效。施工过后,涂层均匀透亮,质感饱满,丝毫不影响乘客观感和地铁运营的日常使用,且使站台门门体具备反光效果,起到了美化作用。在工程化试验中,门体绝缘涂层有效减少了门体表面的泄漏电流,增加了门体绝缘电阻。地铁运营1a之后,绝缘层的电阻值均大于100MΩ,绝缘性能较刚加装完成时保持一致;绝缘层没有任何损坏,更没有脱层起皮现象,其外观效果与刚施工完一样透亮。工程试验证明,新的绝缘涂层技术已具备优异的性能,不仅克服了传统金属表面绝缘层(涂层或贴膜)的附着力低、耐磨性差、易损坏、难以施工及不透明不美观等弊病,而且不需对站台门结构作任何更改,不影响金属外观及质感,施工简便、工期短。因此,可进行工程化推广。

3改善措施

站台门与土建连接处主要分为门槛和立柱两部分。门槛由下支撑件固定于站台板上,立柱由上下连接件固定于轨顶风道梁及站台板上,目前绝缘安装均采用绝缘套形式,将站台门与土建结构隔离开。经过市场调研,目前绝缘改善措施主要分为门槛绝缘及立柱绝缘措施。

3.1面板下衬绝缘衬板

门槛面板下衬绝缘衬板形式,在原有结构上,在面板下方增加绝缘衬板,起到隔离作用,配合原有绝缘套使用,不增加额外投资。但是存在衬板安装时污染,导致绝缘失效的风险。

3.2立柱绝缘

立柱绝缘改善措施主要分为贴绝缘膜、喷涂绝缘漆,上下连接件包覆绝缘材料、内衬复合材料的形式。目前后期绝缘改造均采取表面绝缘处理的方式,新线采用上下连接件绝缘包覆,也有配合采取表面绝缘处理相结合的方式。

3.3包覆绝缘材料

上下连接件包覆绝缘材料是在原立柱连接件上进行绝缘材料包覆处理,不同厂家包覆厚度不同,使用材料不同。在施工过程中,可能发生损坏,如果损坏在孔内,无法修补,只能拆掉站台门之后修补,绝缘失效后一般采用表面绝缘处理方式补救。

3.4喷涂绝缘漆

门槛上喷涂绝缘漆,经常踩踏摩擦,会导致绝缘漆脱落,需要补涂。目前只有北京6号线试验站采用,已运营一年半,绝缘效果可以满足绝缘要求,但是还要看每站的具体客流情况。

结语

地铁站台门门体绝缘失效问题一直是地铁建设的工程隐患。本文对现行地铁站台门门体的各种绝缘方案进行综合比较,着眼于规避乘客上下车触电风险,并结合工程方案实施后的客观效果,提出站台门门体涂刷绝缘材料的绝缘改进方案,旨在建设更安全、经济、便捷高效的城市轨道交通体系。

参考文献:

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.地铁设计规范:GB50157-2013[S].北京:中国计划出版社,2003:126.

[2]饶美婉.城市轨道交通站台门新型整体式绝缘设计方案[J].城市轨道交通研究,2016(3):27.

[3]王凯,倪少权,陈钉均,等.地铁运营模式在城际铁路的应用研究[J].交通运输工程与信息学报,2016(2):2.

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