浅谈地铁站台屏蔽门电源模块设置

浅谈地铁站台屏蔽门电源模块设置（精选5篇）

浅谈地铁站台屏蔽门电源模块设置 第1篇

地铁屏蔽门电源系统方案比较

简要介绍地铁屏蔽门系统常用的交流、直流两种电源方案特点,对两种电源方案进行探讨和比较.

作 者：黄毅 任昕 Huang Yi Ren Xin 作者单位：沈阳地铁有限公司设备处,沈阳,110011刊 名：现代城市轨道交通英文刊名：MODERN URBAN TRANSIT年，卷(期)：“”(3)分类号：U2关键词：屏蔽门 电源 交流 直流 方案 比较

浅谈地铁站台屏蔽门电源模块设置 第2篇

关键词：站台屏蔽门,电源模块,供电回路

地铁站台屏蔽门系统电源分为驱动电源、控制电源两部分。驱动电源为滑动门运行功能的实现提供电源;控制电源为屏蔽门控制与监视系统所需一切用电提供电源。

针对在地铁车站站台屏蔽门安装工程中出现的电源模块故障而导致列车客室门和屏蔽门不能同步开关,从而造成列车晚点或影响车站营运的问题,我们研究并提出了屏蔽门分侧供电的方案,使每侧站台上下行供电回路各自分开,供电完全独立,有效避免了上下行屏蔽门供电及控制的相互影响,系统可靠性得到了提高。

1 设置方案

目前,在地铁站台屏蔽门的上下行供电回路中一般是各使用一个110 V电源模块,自动模式、站台级控制及火灾模式门命令回路共用一个电源模块,负极连接在一起,所以无联动故障出现;而对于出现故障的车站自动模式门命令回路使用一个独立电源模块,站台级控制及火灾模式门命令回路使用一个独立电源模块,两者有独立的负极排,在自动模式下屏蔽门会有不能联动开关故障发生。为降低DC110 V与DC24 V电源模块故障的影响及保障运营服务质量,需要改进供电方案和电源设置方式,保证控制DC110 V与DC24 V供电安全。

1.1 安装方式

基于控制柜、驱动柜安装体积以及电源模块体积,且由于电源模块长时间运行,发热对周围影响较大,因此安装需要考虑散热问题。现行控制柜后端安装空间横梁安放主要有两种:一种是两横梁横向间隔安装,另一种是两横梁并列竖立安装(见图1);驱动柜柜体后端安装空间整体一致,后端上方安装体积较为理想。

1.2 方案建议

考虑到电源模块若发生故障,回路则无法供电,因此对重要回路加入并机模块,增加电源热备份。给应急供电的模块基本没有工作,处于一种热备份工作状态,当一个电源模块发生故障,另一个正常的模块就能立刻投入工作。

1.2.1 线槽敷设

控制柜安装2块DC24 V电源模块,驱动柜安装6块DC110 V电源模块,线缆从柜体顶部走向,并采用线槽进行敷设(见图2)。

1.2.2 输入单极开关安装以及接地小铜排安装

1)输入单极开关安装。

基于对DC110 V上下行每一信号系统、安全回路以及IBP/PSL模式命令都采用独立电源模块进行分开供电,以及对DC24 V上下行分开供电,此方法可以增加控制系统独立性,避免某一电源模块失效而影响其他控制系统运行,同时也方便检修更换;由于电源模块的增加,因此都必须为每个电源模块AC220 V输入端配备独立开关。

改装后的电路图见图3和图4,从电路图可以看出,加装开关共有6个DC110 V模块输入开关及1个上一级总开关,2个DC24 V模块输入开关及1个上一级总开关,经过现场勘察并与地铁相关人员的进一步确定,对开关安装做出了如下安装建议:

a.在控制柜后端加装一柜体横梁和开关安装板,作为所有DC110 V输入开关用于安装零线小铜排用,并拆除现安装与控制柜前面板2个DC110 V开关;

b.所有DC24 V模块输入开关安装于控制柜前面板开关横梁上;

c.开关安装必须从左到右按等级进行逐步安装,方便停送电操作。

2)零线小铜排安装。

电源模块分开供电后,每个电源模块零线必须独立分开接线至相关供电线路,因此需要为每个电源模块配备独立接地小铜排。

改装后有6块DC110 V零线小铜排与2块DC24 V零线小铜排,而现行DC110 V只有2个零线小铜排,1个DC24 V零线小铜排,由于零线铜排的增加,控制柜前面板安装位置有限,必须重新安排布置接地小铜排:a.拆除现有DC110 V零线铜排,并将零线安装于柜体后面加装横梁上;b.拆除现有DC24 V零线铜排,并安装2块新DC24 V零线铜排;c.由于模块的独立供电,因此每个模块供电的PSC柜上的相应线路零线必须引至相应模块的零线小铜排;PSC柜上共有8路零线端子排引至零线铜排,见表1和表2。

2 方案测试

2.1 作业完毕后进行回路检查、送电及测试

系统所有设备安装布线完毕后,在站台进行单元屏蔽门的电源线检测及通电试验,主要检测电源模块输出电压。当电源模块输出电压为110 VDC±10%,并确定输入DCU的电源电压正常时,则测试合格。

1)用万用表按照线路图和线路管码编号认真核对,保证线路接线无错;2)检查线路完毕后,接着对电路进行送电,按步骤循序送电;3)测试:对每一侧屏蔽用PSL进行操作,开关门10次。

2.2 应急方案

1)由于接线任务以及检查排线任务多,作业为了不影响运营的需要,假设接线作业无法按规定在一个晚上完成,须临时恢复线路,保障地铁第2天正常运营;

2)由于模块长途运输,可能影响模块的运行,为了保障现场在模块出现问题时有可以临时更换的模块,每个站都必须预留1个DC110 V,1个DC24 V电源模块作为备件。

2.3 作业安全

现场作业人员必须注意以下三个作业危险源:1)停电后,QF进线侧仍然有AC220 V电压;2)安装横梁时,需要注意充电器,小型变压器等设备棱角,以免刮伤;钻孔时碎屑不能残留在柜子里;3)登高敷设线缆作业时,需要专人看护登高作业人员安全。

3 结语

通过对地铁站台屏蔽门电源模块设置方式的探讨和改进,为今后的故障排除积累了经验,并提供一些可行性建议。此经验对在营运地铁线路站台屏蔽门电源的安装改造工程亦有一定的借鉴和参考价值。

参考文献

[1]GB 50157-2003,地铁设计规范[S].

[2]陈韶章.地下铁道站台屏蔽门系统[M].北京:科学出版社,2005.

地铁站台屏蔽门系统的设计 第3篇

一、地铁站台屏蔽门系统

屏蔽门 (Platform Screen Door, 简称PSD) , 也称为安全门, 它是设在站台边缘把车站区域与列车运动区域相互隔离的设备, 列车未进站时屏蔽门处于关闭状态, 当列车进站后, 列车门与屏蔽门对准, 并使列车门与屏蔽门联动开启, 以供乘客上下车, 待乘降结束后, 车门与屏蔽门同步关闭。

二、地铁站台屏蔽门系统的设计

(一) 屏蔽门系统开门程序原理。

1.无障碍探测开门 (正常开门程序) 。如果信号连接正常, 当列车停靠在站台正确位置时 (停靠精度+/-300mm) , 开门命令到PSDIP, 如图1所示。

屏蔽门开门程序会导致下列情形:

屏蔽门按照开门命令打开。

●“全部门关闭锁定”指示灯熄灭。

●“门关闭锁定”信号消除。

●“开门指示灯”在开门阶段亮起。

●各门扇的“开门指示灯”在门完全打开时亮起。

2.开门 (障碍物探测) 。如果在开门阶段, 门扇探测到障碍物, 门扇停止移动 (其余站台门继续打开) , 门处于无序状态数秒 (时间可调) 以供手动开门。门尝试重新打开。在3次 (可调节) 开门尝试后, 如故障尚未移除, 门处于开/关状态, 蜂呜器响起直至门锁定。门收到关门命令后低速自动关闭, 如图2所示。

(二) 屏蔽门系统关门程序原理。

1.无障碍探测关门 (正常关门程序) 。如果信号连接良好, 列车停靠在站台正确停靠范围。来自信号系统的“开门”命令被撤销, 信号系统的“关门”命令启动, 如图3所示。

屏蔽门关门程序将导致以下过程:

●屏蔽门关闭。

●关门阶段, “开门指示灯”亮。

●门确定关闭锁定后, “开门指示灯”熄灭。

●当全部屏蔽门确定关闭锁定时, “全部门关闭锁定”信号发送到信号系统。

●在PSL与PEC上的“屏蔽门关闭锁定”指示灯亮起。

2.有障碍探测关门 (障碍物探测) 。如果在关门阶段门扇探测到障碍物, 门扇停止运功 (其他站台门继续关闭) 。门处于无序状态 (电机不被电动) 约数秒 (可调节) 以供乘客手动。如三次关门尝试 (次数可调节) 后, 障碍物还存在, 门低速重开直至完全打开位置, 蜂呜器响起直至门锁定。如障碍物已移除, 信号系统/PSL/PEC发出开/关命令, 门自动低速关闭。在这种情况下, 即便门已锁定, 发出开门命令, 全部站台门重新开启, 发出关门命令, 如图4所示。

三、结语

地铁站台安装“屏蔽门”有效地减少了空气对流造成的站台冷热气的流失, 保障了列车、乘客进出站时的绝对安全, 降低了列车运行产生的噪音对车站的影响, 提供了舒适的候车环境, 具有节能、安全、环保、美观等功能。地铁屏蔽门系统, 使空调设备的冷负荷减少35%以上, 环控机房的建筑面积减少50%, 空调电耗降低了30%, 有明显的节能效果。随着城市轨道交通技术的进一步完善, 地下铁道站台屏蔽门技术的不断创新会使它在城市轨道交通的更多领域发挥更大的作用。

摘要：随着城市轨道交通建设的发展, 地铁所具有的准确、快速、舒适、安全以及充分利用地下空间, 能够有效缓解城市路面交通压力的优点, 使得地铁已经成为各大城市缓解其城市路面交通压力的首选建设方案。本文主要研究了地铁站台屏蔽门系统的原理和功能, 设计了地铁站台屏蔽门门控系统并对其进行分析, 总结了地铁站台屏蔽门系统技术的不断创新会使它在城市轨道交通的更多领域发挥更大的作用。

关键词：城市轨道交通,屏蔽门,地铁站台屏蔽门系统

参考文献

[1]陈韶章, 孙钟权.地下铁道站台屏蔽门系统[M].北京:科学出版社, 2005

[2]胡志晖, 叶霞飞, 蔡蔚.城市轨道交通屏蔽门系统的适用性分析[J].城市轨道交通研究, 2002, 5 (3) :11~13

[3]艾文伟.城市轨道交通屏蔽门系统的应用与思考[J].都市快轨交通, 2006, 19 (6) :12~14

[4]范毅君.地铁屏蔽门计算机监控系统的研究[J].中国科技博览, 2009, 11:22~25

浅谈地铁站台屏蔽门电源模块设置 第4篇

地铁站台安全屏蔽门实时监控系统主要用于监视屏蔽门的状态、故障和报警信息, 修改系统参数, 记录系统的历史信息, 操作信息和报警信息, 由主控机PSC、监控界面MMS、紧急控制箱PEC、车站监视装置PSA、站台控制盒PSL、测试面板PST、门机控制器DCU、就地控制盒LCB和安全光幕系统等组成, 每个车站自成一个完整的监控系统[1]。其逻辑关系如图1所示。

2 系统基本单元及其功能

1) 主控机PSC:系整个监控系统的核心, 置于站台设备室内, 监视和控制车站所有屏蔽门的运行状态和参数, 并为每个门机系统提供控制和通信信号。其主要功能为:

(1) 接收信号系统的开门允许和开门信号, 对屏蔽门进行自动控制;

(2) 接收PSL、PEC、PST的控制信号, 对屏蔽门进行不同方式控制;

(3) 发送开关门信号到DCU进行门机控制;

(4) 接收红外光幕信号确保门控安全可靠;

(5) 输入端进行滤波操作, 防止干扰信号的误动作;

(6) 开关门的控制信号及到信号系统的输出采用安全继电器, 确保信号可靠稳定;

(7) 拥有以太网接口与MMS进行数据交换。

2) 监控界面MMS:系整个系统的监控界面, 其操作环境可让用户一目了然地查看当前站台屏蔽门运行、报警、故障等一系列运营状态和信息, 并可修改屏蔽门运行的延时时间、运动曲线等参数。

3) 车站监视装置PSA:位于车站监控室, 用于查看站台屏蔽门的运营状态、报警信息等, 不能对参数进行修改操作。

4) 紧急控制箱PEC:位于车站监控室。在信号系统发生故障时, 或在火灾等紧急状况下, 经管理人员授权而开启/关闭屏蔽门。可授权站台端头控制盒PSL进行开关门操作。

5) 站台控制盒PSL:位于上下行站台的首车厢停靠位置。经PEC授权后, 确定安全的情况下, 由站台管理人员开启/关闭屏蔽门。在安全回路故障的情况下, 由站台管理人员确认屏蔽门全部关闭后发出“互锁解除”信号;在关门状态下, 当站台安全光幕系统探测到物体时发出蜂鸣报警信号。

6) 测试面板PST:用于在调试时或没有信号系统的情况下调试屏蔽门。

7) 门机控制器DCU:负责接收来自PSC控制信号, 对屏蔽门进行开关控制。核心控制部分:使用高性能单片机模块构成, 具有1个CAN总线接口, 能扩展3个串行接口;操作面板:有6个LED数码管组成的显示界面能查看驱动器和电机的设置参数, 并可修改及复位故障;信号电源:提供DC110V转DC24V的信号电源, 以供给分布在站台的红外线探头使用, 和DCU内部信号源。

8) 就地控制盒LCB:用于在紧急情况下单独开启指定的屏蔽门。使用一个4位置钥匙开关分别对应自动、隔离、开门、关门4个状态。自动档表示屏蔽门处于自动控制方式下;隔离档触点直接串接在电源进线, 当处于隔离状态时让整个门机控制失电, 同时隔离信号还接到邻门的DCU输入上, 通过其将该门状态上报PSC;开门、关门档信号直接接到DCU上发出开门或关门信号。

9) 安全光幕系统:为防止在关门时有异物被夹在屏蔽门和地铁门之间, 在其空隙部分加装红外线探测装置。当红外探头被遮挡超过2s以上时, 该系统将发出报警号, PSL的蜂鸣器则发出报警声, 安全回路信号断开, 同时PSC接受到报警信号。

10) 直流无刷电机:屏蔽门主要执行机构的驱动装置。屏蔽门系统收到信号指令到门开动时间≤0.3s, 而电机在开关门阶段一直处于速度不断变化过程中, 所以, 要求电机调速性能好, 响应速度快;同时为避免夹伤乘客, 还需对电机扭矩进行精确控制。直流无刷电机以其自身特点能够满足这一要求, 而且其带有编码器信号反馈, 能实时反映当前屏蔽门位置状态和速度信息, 与DCU配合还可控制电机输出扭矩, 达到防夹目的。

3 实时监控系统设计思路[2]

3.1 总体框架

实时监控系统软件包含MMS软件和PSA软件, 其中MMS软件采用以太网和PSC系统通讯, 获得系统相关信息。

其基本流程如图2所示。

监控系统以PSC为核心, 通过总线及硬线回路对各门机进行监控, 从而实现对整个车站屏蔽门的监控功能。为了确保高可靠性和无停机时间, 系统所有运行控制信号 (包括SIG、DCU、PSA、PSL) 均通过硬线回路传送, 保证在没有总线通信系统的情况下屏蔽门也能自动运行;而总线系统仅用于采集系统状态信息及参数的设定和修正。

3.2 界面设计

本监控软件通过直观的画面方式来达到对站台屏蔽门系统的监控和操作目的, 所以, 界面设计是否合理、全面、达意和严密, 直接制约了软件的实际运行效果。本软件开发中, 在灵活应用编程技巧将功能有机融入各个界面的同时, 充分从屏蔽门监控的需求出发, 结合地铁站台工作的特点, 突出了实用功能, 丰富了界面风格, 增强了操控效果。如图3所示。

其中:

菜单栏:包含登录、修改密码、人员管理、历史查询、注销和退出选项等。

DCU状态:上下两侧分别代表上行和下行站台, 其中分别显示了端头门、屏蔽门和应急门。正常情况下, 端头门、屏蔽门和应急门关闭以绿色显示, 开启以红色表示正常;发生报警和故障时对应屏蔽门的报警信息显示在小格子里 (颜色参考图标中的内容) ;通讯故障时用断开标记表示。

PSC状态:显示电源单元、信号系统灯、信号系统、PSL、PST、IBP等信息。

实时报警栏:实时显示各种报警、状态信息。

点击有故障/报警的门时, 可直接进入DCU视图显示该门状态和报警信息。

3.3 通讯系统的实现途径

该系统逻辑关系如图4所示。

该环节中, 重点解决的技术问题有:MMS监控软件与OPC Server的连接、PSA与OPC Server的连接、OPC Server与PSC的通讯、OPC Server与DCU的通讯等。同时, 由于MMS监控软件依托OPCServer获得数据, 需要更新数据时, 监控软件首先将更新请求发送给OPC Server, 由其将修改的数据转发PSC, 所以, 这段通讯中又有几个重要节点:

1) 心跳维持

MMS在系统空闲时每隔5s向PSC发送一个心跳信息, 修改心跳点1的当前数据, PSC自动将该点数据移动到心跳点2中, 然后MMS再从心跳点2中读取数据, 和发送给心跳点1的数据进行比较, 如果相等则说明系统通讯正常, 否则通讯发生故障。如果检测到连续3次系统通讯故障, 即15s PSC没有响应心跳, 说明通讯中断或者表明PSC出现故障, 需予以检查。

2) 监视PSC数据

MMS使用OPC Server监控PSC数据区域, 如果PSC中检测到系统或者设备的状态发生改变、设备出现故障或者显示报警信息, 上传OPCServer后, 监控软件在界面的对应区域提示信息, 同时将更新信息录入数据库。

3) MMS修改PSC系统参数

管理员在软件中对参数重新配置后, MMS将对应参数通过OPCServer转发给PSC;接受到设置信息后, PSC回复给OPC Server一个数据更新标志。MMS如果在2s钟内没有收到更新标志或者更新标志不正确, 则提示操作人员重新配置数据, 界面上通讯状态显示黄灯, 表示通讯质量不佳。连续3次发送未收到响应后, 界面上通讯状态将显示红灯, 表示通讯中断, 提示操作人员检查线路。MMS修改系统参数成功后, 会将修改信息记录到数据库, 方便以后追溯。

4) OPC Server与DCU的通讯的构架设计

特为本课题开发的专用接口软件, 作为OPC Server与DCU之间的连接, 用于OPC Server读取和写入DCU数据。MMS监控软件依托OPC Server实时获得DCU的数据状态, 若发现数据更新, 则在界面对应位置予以提示, 同时将更新标记记入数据库;如果监控软件修改了参数配置, 修改的数据将首先传送到OPCServer, 由其转发接口软件, 再由后者将信息发送给DCU。数据修改成功后, 监控软件将修改信息记录到数据库, 方便以后追溯。

接口需将控制DCU的可编程控制器232协议转换为CAN挂到总线上, 所以, 本课题选取了嵌入式CAN-BUS接口芯片CSM100作为转换电路的“心脏”。CSM100是集成微处理器、CAN-BUS收发器、DC/DC模块、高速光电隔离于一体的嵌入式CAN转232芯片, 直接与DCU通讯口相连即可。

由于MMS不仅要通过OPCServer和DCU做监视通讯, 还要预留给本地计算机设置用, 所以, 在设计转换电路时, 将CAN先转为485协议, 在485下并联地挂下两个232口, 通过继电器切换试用。

本课题所设计的接口电路板中, “通过拨码开关控制双路继电器切换运行/配置模式“和”接口转换”两处电路。如图5所示。

3.4 PSA副本软件及其功能

PSA系统中包含了一套网络监控软件副本, 其基本监视功能与串口监控软件一致, 主要区别在于:

1) 无修改系统参数功能;

2) 数据库中除了登陆信息表的其他表格只能查看, 无修改功能;

3) 接受和分析的数据来自网络, 不发送数据;

4) 访问的数据库位于局域网中其它电脑。

用户在副本软件中可实时查看当前设备状态, 也可访问数据库查看历史记录, 进行统计分析, 在主界面中实时显示设备工作状态, 正常工作时可看到屏蔽门正常启、闭动作, 发生故障或者报警时, 界面用醒目颜色图片和文字提示, 根据权限可进行查询历史记录、数据统计、打印报表、查看当前系统配置、接受数据等操作。

软件启动时以默认Guest登陆, 登陆信息记录到局域网中串口监控电脑数据库登录信息表中, 操作人员可切换用户, 以不同权限登陆, 信息同样记录到数据库中。

3.5 数据库设计基本思路

数据库采用SQL2005版本, 置于MMS系统本地机, 采用windows和SQL混合验证模式。MMS系统中的串口通讯软件对数据库的访问方式为local本地访问方式;PSA系统中的网络通讯副本软件对数据库的访问为远程访问方式。

数据库采用半开放式结构, MMS的本地软件能对其进行全开放式访问, PSA的远程软件对数据库采用部分开放方式访问, 除了登陆信息记录外, 其它数据均以只读方式访问。

数据库中表格分为当前信息和历史记录两类。当前信息作为实时信息用于系统的实时显示, 不断刷新, 历史记录则记录所有事件, 采用追加记录方式记录系统状态变化、故障信息、报警信息、参数发送的动作信息等。

4 可靠性设计

地铁站台屏蔽门系统的可靠性和安全性程度要求很高, 所以, 任何对其有所影响的因素都须排除。如:DCU中有直流无刷电机的驱动部分, 因此在整个DCU硬件设计中采取了多项措施以提高设备抗干扰性能外, 在软件设计中也应用了一系列有效的抗干扰技术, 继而从硬件和软件两方面共同提高DCU的抗干扰性能。

4.1 开关量输入/输出信号抗干扰技术

屏蔽门系统中, 因开关门控制及信号系统命令均采用开关量方式传递, 所以提高系统开关量信号的抗干扰能力尤为重要。本课题中通过软件技术所采取的抗干扰措施如:

1) 在DCU等中加入多次检测处理程序, 以去除硬件系统无法处理的干扰脉冲信号。软件中对输入端口的信号每隔一定周期进行多次检测, 如果检测结果完全相同则认为是真信号, 若相异则认为是伪信号。

2) 对于开关量输出信号, 则采用重复输出的方法, 每隔一短周期, 端口就重复输出一次, 以保证即使输出通道受干扰而输出错误信号后, 也能迅速恢复到正确输出状态;同时还采用中间继电器对设备和外界隔离, 对重要信号则采用可靠性更高的安全继电器进行命令的隔离传送。

4.2 单片机看门狗技术

DCU的单片机在受强干扰而失控时会引发难以预测的结果。基于可靠性考虑, 本课题在DCU中采用内部和外部双重看门狗技术 (程序监视技术) , 使单片机程序失控时可重新复位, 恢复正常运行状态, 从而确保其始终处于可控状态。

4.3 CAN通讯通道抗干扰技术

由于CAN总线具有高可靠性和高抗干扰能力, 因此本课题中采用CAN作为DCU和MMS的通讯总线, 同时, 结合屏蔽门系统特点而开发了上层协议, 显现出如下特点:

1) 高总线利用率, 提高了数据通讯量;

2) 可靠的错误处理和检错机制, 保证数据的可靠性;

3) 任意节点通讯端口错误可自动退出, 对整个网络通讯不会造成影响;

4) 可采用多主网络方式, 重要的告警数据可优先发送, 提高系统对异常情况的反应能力;

5) 采用短帧报文结构, 传输时间短, 出错率低;

6) 端口采用高速光电隔离技术, 提高抗干扰性能;

7) 端口有ESD保护, 可提供高达23k V的ESD防护能力, 防止通讯端口过压受损。

5 结语

地铁站台安全屏蔽门专用实时监控系统, 因其可靠性、功能性、操控性、严密性等因素, 担当着屏蔽门装置正常运行的重要角色。本课题的技术成果, 已成功应用于两个工程实例, 得到验证, 自成一家, 效果良好。

摘要：基于有关地铁站台安全屏蔽门实时监控系统科研课题的研发实践, 从需求分析、系统构成、单元功能、软件开发、网络通信、数据库设计、可靠性考虑等方面作了较为全面而简要的阐述, 其技术成果已成功应用于两个工程实例, 得到验证。

关键词：地铁,屏蔽门,监控系统,数据库,CAN总线协议

参考文献

[1]陈韶章, 王爱仪, 孙钟权, 等.地下铁道站台屏蔽门系统[M].北京:科学出版社, 2005.

浅谈地铁站台屏蔽门电源模块设置 第5篇

1 地铁车站常规绝缘地板

目前国内地铁采用的方案主要为橡胶绝缘地板。橡胶地板具有绝缘性能好、防滑的功能, 同时有多种颜色可供选择, 可满足协调站台装饰装修的要求。但橡胶绝缘地板材料最高燃烧性能为GB8624-2006规定的Bf1级, 材料防火性能Bfl-s1, t0级。国标《地铁设计规范》 (GB50157-2003) 19.1.13“车站的站台、站厅、出入口楼梯、疏散通道、封闭楼梯间等乘客集散部位, 及各设备、管理用房, 其墙、地及顶面的装饰材料, 以及广告灯箱、座椅、电话亭和售、检票亭等所用材料, 应采用不燃材料, 同时, 装饰材料不得采用石棉、玻璃纤维制品及塑料类制品”。可见, 选用绝缘橡胶地板敷设在站台区域, 虽可作为车站装饰的一部分, 但不能满足国家规范的防火等级要求。

其次, 由于橡胶使用寿命较短, 国内部分城市地铁所采用橡胶地板, 已经开始面临修补更新, 增大了运营成本。以西安地铁为例, 二号线目前开通运行仅半年时间, 采用的橡胶材质绝缘地板在靠近卫生间一侧, 地板由于长期受到水汽侵蚀, 已开始出现开胶、卷曲等现象。

另外, 在施工过程中, 敷设绝缘层和铺设装饰层存在交叉施工, 极易在施工过程中刺破绝缘材料而使其失去绝缘功能, 因此对施工技术也提出了较高的要求。

2 陶瓷绝缘地板

2.1 陶瓷绝缘地板性能

新型陶瓷绝缘地板具有良好的绝缘性能和防火性能, 防火等级A级, 具备建筑装修、装饰材料的性能, 同时还具有较高的体积电阻率、表面电阻率和耐高压电气性能。克服了橡胶地板材料易老化、不耐磨、易污染、耐久性和防火欠佳的问题, 并兼容了陶瓷地板的优点, 具有美观耐用、防火、防滑、抗压、耐磨、耐腐蚀、防污、防水防渗透、放辐射性低、环保卫生易于施工的特点。既可敷设于设置地铁站台边缘屏蔽门系统的绝缘区域, 也可用作大型发电设备用房、配电设备用房的地面装饰绝缘材料。

主要性能参数:

吸水率平均值:3.3%;最大值:3.8%;

破坏强度877N 55N/mm2;

断裂模数:平均值:33.2MPa;最小值:30.9MPa;

耐磨性:4级2100转;

静态摩擦系数 (干燥) 0.77;

放射性A类内照指数:Ira=0.6;外照指数:Ir=1.0;

表面电阻:2.79×1011Ω;

体积电阻:6.54×1012Ω;

莫氏硬度:6级;

抗压强度:204MPa。

陶瓷绝缘地板与橡胶绝缘地板参数比较如下:

绝缘陶瓷符合GBT 8411.3-2009陶瓷和玻璃绝缘材料第3部分“材料性能”的要求;产品符合GB/T4100-2006附属G、JC/T872-2000、GB8624-1997, GB6566-2010、GB23569-2011和GBT4740-1999的标准要求。通过对两类产品的技术参数对比来看, 陶瓷绝缘材料在厚度、抗压强度、硬度和表面电阻方面均优于传统橡胶绝缘材料, 尤其是陶瓷产品其燃烧性能可以达到不燃A级, 完全满足了《地铁设计规范》中屏蔽门防火等级的要求。

2.2 施工方案

采用类似装修干挂石材的施工方案, 地板四周立面及底面均匀涂抹专用防水、高强度绝缘粘贴胶, 地板间缝隙将被防水绝缘胶填实, 保证在绝缘区铺设的每块地板都是独立的绝缘体。结构图如下:

绝缘地板与屏蔽门门槛处缝隙的处理采用绝缘胶条填充, 在地板的下方安装绝缘托架作为绝缘支架, 防止绝缘胶条由于外来的作用脱落到站台层下面。陶瓷绝缘地板可以作为普通的装饰地板材料使用, 且绝缘地板体积阻率较高, 原则上地板与装饰大理石之间不用作任何处理, 也可用10mm宽, 厚12mm的专用绝缘分割条填充。

2.3 施工工艺及质量要求

2.3.1 施工工艺

1) 垫层处理:结构层上垫层处理按照车站装修设计要求实施, 砼强度不小于C20, 平整度要求2m靠尺范围内不大于3mm, 表面压光;伸缩缝、结构变形缝等封口做好过渡处理, 以保证地面的平整度;绝缘地板系统工程铺设前, 用磨机地坪进行打磨, 去除表面浮尘、垃圾、油渍等, 确保原始地坪表面进行清洁;

2) 涂抹环氧底漆:在确认底面垫层水份含量小于3%后, 对地面均匀涂抹环氧底漆, 对作绝缘区防潮、防水处理;

3) 涂抹环氧自流平:在环氧底漆干透之后均匀涂刷环氧自流平, 对地面进行找平处理并检查是否有未涂抹到的地方;环氧自流平自然干燥时间约为2~3天, 干燥期间要保证表面清洁;

4) 审图预铺:按照施工图的要求预摆绝缘地板, 保证地面导向放置在滑动门前面的正确位置;

5) 立面及底面涂胶:对每一块绝缘地板的立面和底面均匀涂抹绝缘胶, 保证绝缘地板与底面环氧自流平的结合, 绝缘地板间有绝缘胶填实, 既防止地板表面水通过缝隙渗透到绝缘地板下, 又保证每一块绝缘地板都是单独的一个绝缘体, 确保各绝缘体并联以后电阻不降低, 冗余保证绝缘效果;

6) 铺实及缝隙处理:用橡胶锤轻敲绝缘地板, 保证其与地面无空鼓;检测地板间缝隙是否填充满绝缘胶, 并对绝缘地板与屏蔽门门体、装修区边缘缝隙进行绝缘胶条填充;

7) 绝缘检测:在绝缘胶凝固之后进行检测, 对没有达到绝缘要求的区域进行单独处理, 保证施工完成之后绝缘区电阻大于500兆欧;

8) 成品保护:成品保护主要防止后续工作对地砖造成的污染和损伤, 保护层可以使用地板包装箱的纸板或彩条布。

2.3.2 质量要求

1) 绝缘地板底层面层与下一层结合 (粘贴) 应牢靠无空鼓;砖面层洁净;接缝平直, 砖块无裂纹、掉角、缺棱;

2) 表面平整度:绝缘地板板块之间缝隙小于或等于2mm;交叉缝隙平直要求小于或等于2mm;交叉缝隙高低差要求小于或等于0.5mm;

3) 每侧站台铺设绝缘地板时, 在施工过程中对铺设完的绝缘区域进行分段检查、测试, 保证每个施工阶段绝缘符合要求;绝缘区域绝缘地板与屏蔽门门槛间预留10mm间隙, 在屏蔽门与绝缘地板测试验收完后, 用绝缘胶密封;

4) 施工要求符合《建筑装饰装修工程施工质量验收规范》 (GB50210-2001) 的要求。

3 结论

综上所述, 在地铁屏蔽门建设中采用新型陶瓷绝缘地板已逐渐成为可能。该材料应用于地铁站台绝缘后, 对用户需求书原有方案的改进和优化体现为绝缘地板本身绝缘电阻≥1×1011Ω, 且模拟工程环境实际测量数值≥500MΩ (500MΩ测量仪器已经打满刻度) 。其次, 采用陶瓷绝缘地板, 既能保证地铁站台的绝缘功能, 又能达到防火要求;同时其材料还具有建筑装修装饰材料耐磨、抗压性强、硬度高、防滑、环保等特性, 并可免除橡胶地板后期维修更换的工作, 节省运营维护成本并保障系统的正常运营。当然, 陶瓷绝缘地板在地铁中应用是一项较新的技术, 如何在大面积施工中进行质量控制、如何保证屏蔽门系统绝缘的稳定性和可靠性, 这些问题还有待于在实际运营中进一步进行检验。

参考文献

[1]地铁设计规范GB50157-2003.

[2]西安地铁二号线屏蔽门系统技术规格书, 2009.

[3]建筑装饰装修工程施工质量验收规范GB50210-2001.