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[摘 要]在地铁运行过程中会涉及到高压、通信等用电项目。在地铁运行的过程中一旦接地出现问题，必然会影响到车辆的运行安全，本文就地铁车辆接地技术进行阐述。
[关键词]地铁；车辆接地；技术分析
中图分类号：F407.472 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0361-01
1 地铁车辆用接地线介绍
1.1 接地线分类
地铁车辆用接地线是电气装置、设施的接地端子与接地极连接用的金属导电部分。接地线按作用可分为保护接地线、工作接地线、屏蔽接地线。其显著的技术特点为采用铜材料、高机械强度、阻燃防火、耐高低温、耐腐蚀、低电阻等。按照使用环境和用途的不同，接地线形式多样，常用的有铜软连接和电线电缆。
1.2 各导线显著特点
（1）低烟无卤电线电缆特性：抗张强度比一般PVC电线大，一般大于1.2kgf/ mm 2的；具有良好的耐候性；具备良好的柔软度（硬度为80？90）；燃烧时不会产生有毒黑烟；阻燃性和不延燃性优异。
（2）铜软连接特性：细分为铜编织带软连接和铜绞线软连接；表面镀锡，具有防氧化的特性；直流电阻率低（20℃时一般不大于0.022Ω？2 /米）；导电性能超群；安装方面，吸收振动和噪声；抗疲劳能力强，使用寿命长铜编织带软连接因形状扁平故在装配角度上比铜绞线软连接灵巧，且散热快，透气性好，但比不上铜绞线软连接曲形安装，无角度限制，任意折弯，不断丝。
2 接地线选型设计影响因素
2.1 车型和地区要求
按照国家标准，地铁车辆类型可分为A、B、C，主要表现为车体宽度不同。车型不同，部分接地线安装尺寸和结构存在差异，必须加以区分；地铁项目不同，运行地区不同，环境因素包含温度、湿度、路面特性等；有时，需考虑特殊要求的接地线。
2.2 安装位置
车辆上接地线众多，安装位置千差万别，无法统一安装结构，需根据安装的要求进行设计。重点区分车内、车顶和车下安装角度的要求。
3 城市轨道交通车辆电气系统接地的分析
3.1 工作接地
工作接地一般分为低压和高压两个工作地。其中，高压返回地面是引导电流进入轨道，通过相关程序返回变电站后，使城市轨道交通车辆的运行稳定。低压工作地的主要目的是为电路中的低压电路提供准确的电位，此外，电路也是杂散信号电流返回通道。
3.2 屏蔽接地
城市轨道交通车辆屏蔽接地主要是皮肤效应和电场屏蔽。其中，皮肤效应是导电导体过程中的交流电流，由于通过不均匀情况通过电流对导体表面的感应，导体表面越靠近电流密度越大。因此，城市轨道交通车辆的正常运行频率越高，皮肤效果越来越明显，这就要求设计师在选择工作时应选择较大的接地面积，以确保城市轨道交通过境车安全运行。
例如，在城市轨道交通车辆项目中，在屏蔽接地问题上，选择双层屏蔽电缆作为信号返回线路的内部屏蔽线，使得环路产生的电磁干扰通过外屏蔽，以及信号电流通过2电线表面。然后屏蔽层的干扰将是因为它们的尺寸和方向之间的相互感应通过两个线表面的感应，在信号回路过程中消除彼此以达到屏蔽的目的。该方法价格实惠，操作方便，被广泛应用于屏蔽地面。但是应该注意的是，低频电路中的屏蔽接地方法是指频率不能超过1MHz的电路，相反，高频电路是指频率高于1MHz。
3.3 安全接地
使用城市轨道交通车辆为人们提供便利同时旅行，也是对人们生命财产安全的威胁，造成安全隐患的关键因素之一是电气系统安全接地故障，安全接地的目的是保护人们的生命安全和设备的安全。对人的安全的威胁是人们暴露于电气系统相关部件时发生的大电流引起的电击。而设备和设备为防雷接地保护具体的性能，如果人员没有做矿山接地工作，一旦遇到雷暴等恶劣天气可能会发生雷击，直接影响到车辆的稳定运行，严重甚至威胁人身安全。例如，乘客与轨道交通车辆电气部件接触时，电压为DC110V，但机体会产生阻抗为3000Ω，造成触电事故。为了避免人们从城市轨道交通车辆的电气设备和设备损坏，车辆容易暴露在电气部件必须安装在箱体或内置的电路板上，最后通过电线连接到轨道，使机身和设备柜进入等电位，铁轨进入地电位，如果设备和设备的泄漏情况，由于机身阻抗超过机身，轨道和地线形成阻抗的组合，将受到限制身体的电流在安全范围内。
3.4 回流接地
即高压电源负端的回流，通过接地回流装置与列车轨道相连。高压电源的负端首先通过导线经与车体绝缘的绝缘子相连，然后通过接地导线与转向架构件相连，再通过接地导线与轴端接地回流装置连接，经列车轨道最终回到变电站高压负端，从而形成高压回路。
4 参数设计
4.1 截面积
导线截面规格一般为0.5？240mm2，截面积数值不连续。车体接地时，截面积应保证其导电性能不低于35mm2铜导线的导电性能电气设备保护接地线线径选择主要考虑的因素是设备的工作电流大小，截面积应根据供电电线的截面积而定，发生故障时必须保证过载保护装置能可靠动作；在保护电路动作前保护接地线不应烧损；为保证接地线强度，采用0.5平方毫米的导线，以防偶然外力碰断。
4.2 电阻
鉴于接地系统在整车上的重要地位，国内地铁设计中的车辆金属部件和轨道之间的电阻值不大于0.05Ω，满足电气装置保护和功能上的要求，并长期有效。接地线电阻值为导线电阻和压接电阻的和。
（1）导线电阻计算式为：R =ρCLA式中，L为导线单位长度，m； A为导线截面； C为绞入系数，单股导线为1，多股导线为1.02；ρ为为电阻率，纯金属铜在20℃的电阻率为1.7376×10-8Ω？米。
（2）压接电阻为接地线端子压接处的电阻值根据标准要求，当压接的导线截面为0.5？6mm2时，端头和导线压接部位的电阻应不大于所连接通长导线的电阻，即：Rp = R×Lp式中，Rp为接地线端子压接电阻值； R为导线的单位长度的电阻值； Lp为压接处导线的长度当压接的导线截面为10？300平方毫米时，端头和导线压接部位的电阻应不大于所连接通长导线电阻的2倍，即：RP = 2R×脂蛋白由此可知，在截面积一定的情况下，接地线电阻随长度的增加而增加，接地线越短越好为了满足整个接地电阻要求，可在接地线安装上进行改进，如接地线的接头通过面接触导电，不应通过螺纹接触导电；接触面应清洁平整，无油脂，油漆，污染物，毛刺，电镀层等影响正常接触的因素存在；可在接触面上涂专用的导电脂；另外，干表面的区域应当大于接触表面的区域，且便于检查和测试。
4.3 长度当发生
要求接地线的电阻必须满足：R1 = It-R2It-I2式为中，R1為保护性允许接地线电阻值； R2为人体电阻，通常取2200Ω； I2为通过人体的电流，通常取15mA；为故障电流，一般取断路器的断开电流。的电阻值，已知电阻值条件下，计算出接地线长度为：L = R1Rp接地线长度满足上述计算值的前提下，按照实际安装要求进行选择，重点考虑保护性及屏蔽接地线。性接地线长度为从设备接地点到就近的车体钢结构梁柱接地紧固件（接地端子）的距离再加上50-100mm。保护性接地线必须满足整体接地电阻的要求，电子，电气设备的箱体屏蔽接地线的长度不大于350mm，特殊情况不大于500mm。由于接地线感抗与频率和长度成正比，工作频率高时会增加共地阻抗，增大电磁干扰，因此要求接地线尽量短，也就是常说的就近接地一般长度在300㎜左右就能满足电阻和安装要求，特殊情况下可适当延长。
5 结语
综上所述，在当前地铁运行的过程中，车辆接地是一项基本的要求，通过技术手段的创新来提升接地质量。
参考文献
[1] 夏 兵.城市轨道交通车辆电气系统的研究 [J].科技与企业，2014（5）：261.
[2] 李恩龙，于青松.城市轨道交通车辆接地方案分析[J].城市轨道交通研究，2015，15（8）：139～140.
[关键词]地铁；车辆接地；技术分析
中图分类号：F407.472 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）39-0361-01
1 地铁车辆用接地线介绍
1.1 接地线分类
地铁车辆用接地线是电气装置、设施的接地端子与接地极连接用的金属导电部分。接地线按作用可分为保护接地线、工作接地线、屏蔽接地线。其显著的技术特点为采用铜材料、高机械强度、阻燃防火、耐高低温、耐腐蚀、低电阻等。按照使用环境和用途的不同，接地线形式多样，常用的有铜软连接和电线电缆。
1.2 各导线显著特点
（1）低烟无卤电线电缆特性：抗张强度比一般PVC电线大，一般大于1.2kgf/ mm 2的；具有良好的耐候性；具备良好的柔软度（硬度为80？90）；燃烧时不会产生有毒黑烟；阻燃性和不延燃性优异。
（2）铜软连接特性：细分为铜编织带软连接和铜绞线软连接；表面镀锡，具有防氧化的特性；直流电阻率低（20℃时一般不大于0.022Ω？2 /米）；导电性能超群；安装方面，吸收振动和噪声；抗疲劳能力强，使用寿命长铜编织带软连接因形状扁平故在装配角度上比铜绞线软连接灵巧，且散热快，透气性好，但比不上铜绞线软连接曲形安装，无角度限制，任意折弯，不断丝。
2 接地线选型设计影响因素
2.1 车型和地区要求
按照国家标准，地铁车辆类型可分为A、B、C，主要表现为车体宽度不同。车型不同，部分接地线安装尺寸和结构存在差异，必须加以区分；地铁项目不同，运行地区不同，环境因素包含温度、湿度、路面特性等；有时，需考虑特殊要求的接地线。
2.2 安装位置
车辆上接地线众多，安装位置千差万别，无法统一安装结构，需根据安装的要求进行设计。重点区分车内、车顶和车下安装角度的要求。
3 城市轨道交通车辆电气系统接地的分析
3.1 工作接地
工作接地一般分为低压和高压两个工作地。其中，高压返回地面是引导电流进入轨道，通过相关程序返回变电站后，使城市轨道交通车辆的运行稳定。低压工作地的主要目的是为电路中的低压电路提供准确的电位，此外，电路也是杂散信号电流返回通道。
3.2 屏蔽接地
城市轨道交通车辆屏蔽接地主要是皮肤效应和电场屏蔽。其中，皮肤效应是导电导体过程中的交流电流，由于通过不均匀情况通过电流对导体表面的感应，导体表面越靠近电流密度越大。因此，城市轨道交通车辆的正常运行频率越高，皮肤效果越来越明显，这就要求设计师在选择工作时应选择较大的接地面积，以确保城市轨道交通过境车安全运行。
例如，在城市轨道交通车辆项目中，在屏蔽接地问题上，选择双层屏蔽电缆作为信号返回线路的内部屏蔽线，使得环路产生的电磁干扰通过外屏蔽，以及信号电流通过2电线表面。然后屏蔽层的干扰将是因为它们的尺寸和方向之间的相互感应通过两个线表面的感应，在信号回路过程中消除彼此以达到屏蔽的目的。该方法价格实惠，操作方便，被广泛应用于屏蔽地面。但是应该注意的是，低频电路中的屏蔽接地方法是指频率不能超过1MHz的电路，相反，高频电路是指频率高于1MHz。
3.3 安全接地
使用城市轨道交通车辆为人们提供便利同时旅行，也是对人们生命财产安全的威胁，造成安全隐患的关键因素之一是电气系统安全接地故障，安全接地的目的是保护人们的生命安全和设备的安全。对人的安全的威胁是人们暴露于电气系统相关部件时发生的大电流引起的电击。而设备和设备为防雷接地保护具体的性能，如果人员没有做矿山接地工作，一旦遇到雷暴等恶劣天气可能会发生雷击，直接影响到车辆的稳定运行，严重甚至威胁人身安全。例如，乘客与轨道交通车辆电气部件接触时，电压为DC110V，但机体会产生阻抗为3000Ω，造成触电事故。为了避免人们从城市轨道交通车辆的电气设备和设备损坏，车辆容易暴露在电气部件必须安装在箱体或内置的电路板上，最后通过电线连接到轨道，使机身和设备柜进入等电位，铁轨进入地电位，如果设备和设备的泄漏情况，由于机身阻抗超过机身，轨道和地线形成阻抗的组合，将受到限制身体的电流在安全范围内。
3.4 回流接地
即高压电源负端的回流，通过接地回流装置与列车轨道相连。高压电源的负端首先通过导线经与车体绝缘的绝缘子相连，然后通过接地导线与转向架构件相连，再通过接地导线与轴端接地回流装置连接，经列车轨道最终回到变电站高压负端，从而形成高压回路。
4 参数设计
4.1 截面积
导线截面规格一般为0.5？240mm2，截面积数值不连续。车体接地时，截面积应保证其导电性能不低于35mm2铜导线的导电性能电气设备保护接地线线径选择主要考虑的因素是设备的工作电流大小，截面积应根据供电电线的截面积而定，发生故障时必须保证过载保护装置能可靠动作；在保护电路动作前保护接地线不应烧损；为保证接地线强度，采用0.5平方毫米的导线，以防偶然外力碰断。
4.2 电阻
鉴于接地系统在整车上的重要地位，国内地铁设计中的车辆金属部件和轨道之间的电阻值不大于0.05Ω，满足电气装置保护和功能上的要求，并长期有效。接地线电阻值为导线电阻和压接电阻的和。
（1）导线电阻计算式为：R =ρCLA式中，L为导线单位长度，m； A为导线截面； C为绞入系数，单股导线为1，多股导线为1.02；ρ为为电阻率，纯金属铜在20℃的电阻率为1.7376×10-8Ω？米。
（2）压接电阻为接地线端子压接处的电阻值根据标准要求，当压接的导线截面为0.5？6mm2时，端头和导线压接部位的电阻应不大于所连接通长导线的电阻，即：Rp = R×Lp式中，Rp为接地线端子压接电阻值； R为导线的单位长度的电阻值； Lp为压接处导线的长度当压接的导线截面为10？300平方毫米时，端头和导线压接部位的电阻应不大于所连接通长导线电阻的2倍，即：RP = 2R×脂蛋白由此可知，在截面积一定的情况下，接地线电阻随长度的增加而增加，接地线越短越好为了满足整个接地电阻要求，可在接地线安装上进行改进，如接地线的接头通过面接触导电，不应通过螺纹接触导电；接触面应清洁平整，无油脂，油漆，污染物，毛刺，电镀层等影响正常接触的因素存在；可在接触面上涂专用的导电脂；另外，干表面的区域应当大于接触表面的区域，且便于检查和测试。
4.3 长度当发生
要求接地线的电阻必须满足：R1 = It-R2It-I2式为中，R1為保护性允许接地线电阻值； R2为人体电阻，通常取2200Ω； I2为通过人体的电流，通常取15mA；为故障电流，一般取断路器的断开电流。的电阻值，已知电阻值条件下，计算出接地线长度为：L = R1Rp接地线长度满足上述计算值的前提下，按照实际安装要求进行选择，重点考虑保护性及屏蔽接地线。性接地线长度为从设备接地点到就近的车体钢结构梁柱接地紧固件（接地端子）的距离再加上50-100mm。保护性接地线必须满足整体接地电阻的要求，电子，电气设备的箱体屏蔽接地线的长度不大于350mm，特殊情况不大于500mm。由于接地线感抗与频率和长度成正比，工作频率高时会增加共地阻抗，增大电磁干扰，因此要求接地线尽量短，也就是常说的就近接地一般长度在300㎜左右就能满足电阻和安装要求，特殊情况下可适当延长。
5 结语
综上所述，在当前地铁运行的过程中，车辆接地是一项基本的要求，通过技术手段的创新来提升接地质量。
参考文献
[1] 夏 兵.城市轨道交通车辆电气系统的研究 [J].科技与企业，2014（5）：261.
[2] 李恩龙，于青松.城市轨道交通车辆接地方案分析[J].城市轨道交通研究，2015，15（8）：139～140.