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摘要：本文阐述了SHL16项目屏柜的总体分布原则,介绍了各屏柜内设备布置、走线路径、通风散热情况和屏柜的安装固定方式,并着重分析了Tmc车继电器柜和低压柜的设备布置思路。
关键词：城轨车辆; SHL16项目; 屏柜设计; 设备布置
Abstract: this paper expounds the SHL16 project general distribution principle of the cabinets, introduces the equipment layout, in which each screen go line path, ventilation cooling conditions and the cabinets installation fixed way, and emphatically analyzes the car relay ark and low voltage Tmc equipment arrangement of ark of ideas.
Keywords: city rail vehicles; SHL16 projects; Screen ark design; Equipment layout
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
0概述
屏柜作为城轨车辆不可或缺的组成部分，在设计时本着骨架轻量化、设备安装可维护、开关元件易操作、足够的电缆弯曲空间及元器件安全、可靠、通风散热良好的设计宗旨。
城轨车辆屏柜的总体分布原则是根据各车辆的功能特点设置,屏柜内设备根据屏柜内设备结构特点、走线路径、接线空间、维护空间等要求布置。SHL16项目列车编组形式为Tmc-M-Tmc, Tmc车司机室内设有继电器柜和信号柜，客室内设有低压柜； M车客室内设有继电器柜、低压柜, SHL16项目屏柜布置如图1所示，每个屏柜通过屏柜外面的內装柜与车厢隔离，屏柜内装柜设有柜门，方便屏柜的检修维护。
图1-1 Tmc车屏柜总体布置示意图
图1-2 M车屏柜总体布置示意图
1 Tmc车继电器柜
设备布置：Tmc车继电器柜布置在司机室内。司机操作频繁的断路器、仪表、旋钮开关等元器件布置在屏柜正上方面板的适中位置；监测和网络控制用的SKS布置在面板下方；考虑到结构强度和检修维护的方便性，将较重的轴温报警主机和VCU布置在屏柜下部；继电器柜夹层由上到下安装继电器、火灾报警控制器、以太网交换机、MVB维护接口；由于屏柜安装器件较多，空间紧张，将MVB中继器安装在左侧墙下方，以满足其接线空间的需求；为简化整车走线路径和外部接口的统一性，将外部接线用连接器安装在柜顶和柜底；柜体背面安装接触器、继电器等低压控制电器元件；柜体右侧面安装屏柜内部设备电缆连接用的端子排。
总体外形尺寸：（长×宽×高）=667×422×2013，重量：约220kg。
布线：屏柜内部电缆通过线槽和扎线杆铺设；外部进屏柜的电缆有两种走线方式，一是车下设备进屏柜的电缆通过屏柜下方车体地板开孔接入屏柜下部连接器；二是车上设备进屏柜的电缆通过屏柜顶部线槽接入屏柜上部连接器。
散热：正面或侧面内装柜门下方设通风隔栅，这样就很好的保证了屏柜内部空气、空调系统的冷空气和车厢内部空气的流动。
屏柜安装：屏柜下方通过4个安装螺栓将柜体固定在车体横梁上，屏柜上方通过2个安装螺栓将柜体固定在车体隔墙上。
Tmc车继电器柜示意图如图2：
图2 Tmc车继电器柜示意图
2 Tmc车信号柜
设备布置：信号柜安装在司机室内，信号柜正面从上至下第1行安装TDVR，第2行安装断路器和继电器，第3行安装客室控制机柜，第4行安装司机室控制机柜，第5行安装无线电主机，正面顶部安装温烟组合探测器，最下面安装ATC；左侧面安装电连接用的端子排及线槽；背面中间安装机顶盒电源和机顶盒，左边安装司控器电源等信号设备。
外形尺寸：长×宽×高=620.5×660.1×2022，重量：约110kg。
布线和散热方式与Tmc继电器柜相同。
屏柜安装：屏柜下方通过4个安装螺栓将ATC骨架固定在车体安装支架上，屏柜上方通过4个安装螺栓将信号柜柜体固定在车体横梁上，屏柜后部通过两个螺栓将信号柜柜体固定在内装上。
Tmc车信号柜示意图如图3：
图3 Tmc车信号柜示意图
3 Tmc车低压柜
Tmc车低压柜安装在Tmc车客室。低压柜作为轨道车辆电气屏柜的一员,柜内安装了辅助供电系统中的熔断器、欠压继电器、时间继电器、接触器、三相断路器、微型断路器、功率二极管、变压器以及接线端子排等低压电器设备。这些低压电器元件主要承担了为辅助供电系统中的380VAC和110VDC回路配电的任务，影响着列车许多重要功能的实现。
上述元器件所需大电缆及接线空间计算见表1：
表1 Tmc车低压柜元器件所需接线空间
电缆截面积（mm2) 电缆外径 接线头型号 接线头总长度(mm) 所需接线空间(mm)
16 6.1～7.2 TFB 16-6 39 21.6+39=60.6
35 9.6～11.2 TFB 35-8 48 38.4+48=86.4
50 10.6～12.4 TFB 50-8 53 62+53=115
70 13.1～15.2 TFB 70-10 55 76+55=131
根据EN 50124《铁路应用绝缘配合第1部分：基本要求电工电子设备的电气间隙和爬电距离》，低压柜内连接元器件用汇流排，所需电气间距和爬电距离见表3。
表3 Tmc车低压柜元器件所需电气间距和爬电距离
电压等级 电气间距(mm) 爬电距离(mm)
直流(V) 交流(V)
110 5 6
220 6 9
380 8 10
750 20 25
1500 25 30
综合上述情况，考虑到低压柜内的电器元件间连接电缆截面积较大，二极管、熔断器等元件对环境温度要求较高，整体设计思路如下：
设备布置：柜内空间上设计成错层结构，满足大电缆弯曲半径的需求和二极管散热器的散热要求；设备布置按器件功能、布线需求分版块设计，正面操作，清楚直观，便于维护；柜顶和柜底设端子排，方便外部接线。
外形尺寸：390.4mm×647mm×2032mm，重量：约137kg。
布线：
屏柜内部电缆通过扎线杆铺设。
外部进屏柜的电缆分两种情况： B、C类电缆通过屏柜下方车体地板开孔进入， A类电缆通过屏柜顶部线槽进入屏柜。
散热：正面或侧面内装柜门下方设通风隔栅。
屏柜安装：低压柜下方通过4个安装螺栓将柜体固定在车体安装支架上，上方通过2个T形螺钉将柜体固定在车体上。
Tmc车低压柜示意图如图4所示：
图4 Tmc车低压柜示意图
4 M车低压柜
柜内安装的电器元件有辅助供电系统中的熔断器、接触器、继电器、三相断路器、双极断路器、变压器以及接线端子排等低压电器设备，用于380VAC和110VDC配电,M车低压柜外形结构特点与Tmc车低压柜相似,在此不多做介绍.
5 M车继电器柜
M车继电器柜安装在M车客室内。 柜内正面由上到下安装火灾报警控制器、断路器、旋钮开关、SKS、PIS客室控制机柜、TDVR、连接器、端子排，在断路器与旋钮开关安装面板的后面由上到下安装温烟探测器、继电器等客室控制电器，用于控制和监测本车各项功能的正常实现，并为M车110V回路配电。
外形尺寸：长×宽×高=570×330.5×2024
重量：约为130kg。
布线和散热方式与Tmc车继电器柜相同。
屏柜安装：柜体底部通过4个安装螺栓将柜体固定在车体安装支架上，柜体上方通过2个T形螺栓将柜体固定在车体C形槽上。
M车继电器柜示意图如图5所示：
图5M车继电器柜示意图
结束语：SHL16项目的屏柜设计为整车运行、控制、监测和配电用低压电器设备提供了良好的安装环境，保证了车辆380V、110V电源的可靠供应，很好的体现了城轨车辆屏柜内部元器件可维护性和可操作性。
参考文献
【1】 EN 50124《铁路应用.绝缘配合第1部分:基本要求.电工电子设备的电气间隙和爬电距离》
【2】 TB/T 1508 《机车电气屏柜技术条件》
【3】 TB/T 1507 《机车电气设备布线规则》
【4】 EN 50343-2003《铁路应用 机车车辆布线规则》
【5】 EN 50121-2006《铁路设施 电磁兼容性》
【6】 TB/T 2889-1998《电气化铁道低压交流配电屏（柜）技术条件》
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：城轨车辆; SHL16项目; 屏柜设计; 设备布置
Abstract: this paper expounds the SHL16 project general distribution principle of the cabinets, introduces the equipment layout, in which each screen go line path, ventilation cooling conditions and the cabinets installation fixed way, and emphatically analyzes the car relay ark and low voltage Tmc equipment arrangement of ark of ideas.
Keywords: city rail vehicles; SHL16 projects; Screen ark design; Equipment layout
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
0概述
屏柜作为城轨车辆不可或缺的组成部分，在设计时本着骨架轻量化、设备安装可维护、开关元件易操作、足够的电缆弯曲空间及元器件安全、可靠、通风散热良好的设计宗旨。
城轨车辆屏柜的总体分布原则是根据各车辆的功能特点设置,屏柜内设备根据屏柜内设备结构特点、走线路径、接线空间、维护空间等要求布置。SHL16项目列车编组形式为Tmc-M-Tmc, Tmc车司机室内设有继电器柜和信号柜，客室内设有低压柜； M车客室内设有继电器柜、低压柜, SHL16项目屏柜布置如图1所示，每个屏柜通过屏柜外面的內装柜与车厢隔离，屏柜内装柜设有柜门，方便屏柜的检修维护。
图1-1 Tmc车屏柜总体布置示意图
图1-2 M车屏柜总体布置示意图
1 Tmc车继电器柜
设备布置：Tmc车继电器柜布置在司机室内。司机操作频繁的断路器、仪表、旋钮开关等元器件布置在屏柜正上方面板的适中位置；监测和网络控制用的SKS布置在面板下方；考虑到结构强度和检修维护的方便性，将较重的轴温报警主机和VCU布置在屏柜下部；继电器柜夹层由上到下安装继电器、火灾报警控制器、以太网交换机、MVB维护接口；由于屏柜安装器件较多，空间紧张，将MVB中继器安装在左侧墙下方，以满足其接线空间的需求；为简化整车走线路径和外部接口的统一性，将外部接线用连接器安装在柜顶和柜底；柜体背面安装接触器、继电器等低压控制电器元件；柜体右侧面安装屏柜内部设备电缆连接用的端子排。
总体外形尺寸：（长×宽×高）=667×422×2013，重量：约220kg。
布线：屏柜内部电缆通过线槽和扎线杆铺设；外部进屏柜的电缆有两种走线方式，一是车下设备进屏柜的电缆通过屏柜下方车体地板开孔接入屏柜下部连接器；二是车上设备进屏柜的电缆通过屏柜顶部线槽接入屏柜上部连接器。
散热：正面或侧面内装柜门下方设通风隔栅，这样就很好的保证了屏柜内部空气、空调系统的冷空气和车厢内部空气的流动。
屏柜安装：屏柜下方通过4个安装螺栓将柜体固定在车体横梁上，屏柜上方通过2个安装螺栓将柜体固定在车体隔墙上。
Tmc车继电器柜示意图如图2：
图2 Tmc车继电器柜示意图
2 Tmc车信号柜
设备布置：信号柜安装在司机室内，信号柜正面从上至下第1行安装TDVR，第2行安装断路器和继电器，第3行安装客室控制机柜，第4行安装司机室控制机柜，第5行安装无线电主机，正面顶部安装温烟组合探测器，最下面安装ATC；左侧面安装电连接用的端子排及线槽；背面中间安装机顶盒电源和机顶盒，左边安装司控器电源等信号设备。
外形尺寸：长×宽×高=620.5×660.1×2022，重量：约110kg。
布线和散热方式与Tmc继电器柜相同。
屏柜安装：屏柜下方通过4个安装螺栓将ATC骨架固定在车体安装支架上，屏柜上方通过4个安装螺栓将信号柜柜体固定在车体横梁上，屏柜后部通过两个螺栓将信号柜柜体固定在内装上。
Tmc车信号柜示意图如图3：
图3 Tmc车信号柜示意图
3 Tmc车低压柜
Tmc车低压柜安装在Tmc车客室。低压柜作为轨道车辆电气屏柜的一员,柜内安装了辅助供电系统中的熔断器、欠压继电器、时间继电器、接触器、三相断路器、微型断路器、功率二极管、变压器以及接线端子排等低压电器设备。这些低压电器元件主要承担了为辅助供电系统中的380VAC和110VDC回路配电的任务，影响着列车许多重要功能的实现。
上述元器件所需大电缆及接线空间计算见表1：
表1 Tmc车低压柜元器件所需接线空间
电缆截面积（mm2) 电缆外径 接线头型号 接线头总长度(mm) 所需接线空间(mm)
16 6.1～7.2 TFB 16-6 39 21.6+39=60.6
35 9.6～11.2 TFB 35-8 48 38.4+48=86.4
50 10.6～12.4 TFB 50-8 53 62+53=115
70 13.1～15.2 TFB 70-10 55 76+55=131
根据EN 50124《铁路应用绝缘配合第1部分：基本要求电工电子设备的电气间隙和爬电距离》，低压柜内连接元器件用汇流排，所需电气间距和爬电距离见表3。
表3 Tmc车低压柜元器件所需电气间距和爬电距离
电压等级 电气间距(mm) 爬电距离(mm)
直流(V) 交流(V)
110 5 6
220 6 9
380 8 10
750 20 25
1500 25 30
综合上述情况，考虑到低压柜内的电器元件间连接电缆截面积较大，二极管、熔断器等元件对环境温度要求较高，整体设计思路如下：
设备布置：柜内空间上设计成错层结构，满足大电缆弯曲半径的需求和二极管散热器的散热要求；设备布置按器件功能、布线需求分版块设计，正面操作，清楚直观，便于维护；柜顶和柜底设端子排，方便外部接线。
外形尺寸：390.4mm×647mm×2032mm，重量：约137kg。
布线：
屏柜内部电缆通过扎线杆铺设。
外部进屏柜的电缆分两种情况： B、C类电缆通过屏柜下方车体地板开孔进入， A类电缆通过屏柜顶部线槽进入屏柜。
散热：正面或侧面内装柜门下方设通风隔栅。
屏柜安装：低压柜下方通过4个安装螺栓将柜体固定在车体安装支架上，上方通过2个T形螺钉将柜体固定在车体上。
Tmc车低压柜示意图如图4所示：
图4 Tmc车低压柜示意图
4 M车低压柜
柜内安装的电器元件有辅助供电系统中的熔断器、接触器、继电器、三相断路器、双极断路器、变压器以及接线端子排等低压电器设备，用于380VAC和110VDC配电,M车低压柜外形结构特点与Tmc车低压柜相似,在此不多做介绍.
5 M车继电器柜
M车继电器柜安装在M车客室内。 柜内正面由上到下安装火灾报警控制器、断路器、旋钮开关、SKS、PIS客室控制机柜、TDVR、连接器、端子排，在断路器与旋钮开关安装面板的后面由上到下安装温烟探测器、继电器等客室控制电器，用于控制和监测本车各项功能的正常实现，并为M车110V回路配电。
外形尺寸：长×宽×高=570×330.5×2024
重量：约为130kg。
布线和散热方式与Tmc车继电器柜相同。
屏柜安装：柜体底部通过4个安装螺栓将柜体固定在车体安装支架上，柜体上方通过2个T形螺栓将柜体固定在车体C形槽上。
M车继电器柜示意图如图5所示：
图5M车继电器柜示意图
结束语：SHL16项目的屏柜设计为整车运行、控制、监测和配电用低压电器设备提供了良好的安装环境，保证了车辆380V、110V电源的可靠供应，很好的体现了城轨车辆屏柜内部元器件可维护性和可操作性。
参考文献
【1】 EN 50124《铁路应用.绝缘配合第1部分:基本要求.电工电子设备的电气间隙和爬电距离》
【2】 TB/T 1508 《机车电气屏柜技术条件》
【3】 TB/T 1507 《机车电气设备布线规则》
【4】 EN 50343-2003《铁路应用 机车车辆布线规则》
【5】 EN 50121-2006《铁路设施 电磁兼容性》
【6】 TB/T 2889-1998《电气化铁道低压交流配电屏（柜）技术条件》
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。