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摘要：介绍地铁屏蔽门系统绝缘的重要性及现状。分别从门体等电位连接，门体绝缘，站台绝缘层三方面，详细介绍了屏蔽门系统绝缘处理方案。对关键控制点给出合理的建议。
关键词：地铁屏蔽门；等电位；绝缘；隔离
中圖分类号：U231文献标识码： A
1.引言
当地铁列车采用1500V接触网供电的时候，由于用轨道作为供电回路，轨道对大地会有小于120V的压降，使得车体对于大地也有小于120V的压降。若屏蔽门直接安装在站台上，门体与大地等电位，压降为0V时，因车体与屏蔽门之间存在着变化的电压差，当电压差超出人体承受极限时，正好有乘客在上下列车时同时触摸到屏蔽门门体和车体，则会有触电的危险。因此，为确保乘客和工作人员的安全，必须消除屏蔽门与列车之间的电压差，制定切实可行有效的绝缘处理方案。
2.屏蔽门系统绝缘处理原理及现状
如图1所示，屏蔽门系统绝缘处理主要分三部分：屏蔽门门体与轨道的等电位连接；屏蔽门门体的上下部分与土建结构的绝缘；站台区乘客安全距离的绝缘。只有保证屏蔽门门体与轨道的等电位连接，同时与土建结构绝缘，乘客同时接触屏蔽门门体和车体时，才是安全的。为了确保乘客在同时接触站台和门体或车体时也是安全的，必须在乘客可接触到门体的站台区域（约2米宽）内敷设绝缘层。
图1屏蔽门系统绝缘处理原理图
根据要求，在正常大气压试验条件下，屏蔽门系统安装好后，用500V兆欧表测试，站台上屏蔽门所有设备对地绝缘值≥0.5MΩ。然而，目前的工程实施中，测试并不理想。以广州地铁各条线路为例，所有线路的屏蔽门样机测量绝缘测试全部通过，但在安装完成后有部分车站的绝缘值已不足500 MΩ。在安装绝缘层后再进行测量，大部分车站的绝缘值不及格。等到车站交付运营使用的时候，绝缘值会更差。同时，由于屏蔽门门体压降不为0V，屏蔽门上盖板与天花吊顶、通风风管靠近处，屏蔽门端门与装修墙面处，经常发生“打火”现象。而打火点无法预测，在实际操作中，只能等到出现问题的时候，再采取措施补救。绝缘值无法保证，打火现象是屏蔽门系统绝缘处理方案中必须解决的两大难题。
3.门体等电位连接
屏蔽门等电位处理方案，包括门体等电位采用等电位连接导线与铜排的连接，门体与钢轨等电位采用专用螺栓的连接，滑动门等电位采用拖链连接等。
如图2所示，门体内部进行等电位连接，通过连接导线把立柱和踏步板、立柱和固定门、立柱和应急门连接，通过连接导线把门体顶箱面板、门体、钢立柱等与等电位连接铜排连接。顶箱里安装有一条通长而且连续的等电位连接铜排，通过在每个单元的铝合金门机梁导槽端安装铜排达到等电位要求。滑动门等电位采用拖链连接，拖链的一端安装在门楣梁上，另一端安装在滑动门上部与门机连接的部件上，在拖链内部用电缆把两个部位连接起来，达到等电位要求。如图1列车钢轨与屏蔽门门体连接所示，屏蔽门的端部通过电缆把等电位连接铜排与钢轨连接，使得屏蔽门与列车等电位。
图2门体内部等电位连接图
在工程实施上，屏蔽门内部等电位导线与钢轨与门体连接导线经常发生烧断的现象，主要原因是在电线电缆选型上没有准确计算故障电流。因此，在实施前，必须考虑电缆规格的相关计算，包括铜排总的截面积及长度。
4.门体绝缘
4.1结构件绝缘
屏蔽门门体绝缘主要分两个部分：顶部与土建横梁的绝缘（图3），底部与土建站台板间的绝缘（图4）。如图中圈出，顶部结构件的绝缘主要有三处：屏蔽门的顶箱上盖板与上部结构件的隔离；屏蔽门立柱与上部结构件的隔离；屏蔽门顶箱上盖板与活动盖板的隔离。上部结构件的隔离可采用绝缘件或者绝缘板进行隔离，顶箱上下盖板可控制在15-20mm的空气隔离。底部结构支撑的绝缘主要采用四套绝缘件进行隔离。
图3顶部与土建横梁绝缘示意图 图4 底部与站台板件的绝缘示意图
由于不同的厂家设计的结构件有所不同，导致采用的绝缘件外形有所不同，但控制绝缘的关键是绝缘材料的选择。目前，绝缘件通常采用PBT绝缘材料，绝缘板通常采用环氧层压玻璃布板，部分绝缘件也采用尼龙66。在选材的时候，必须充分考虑地铁实际的运营环境（如广州常年处于潮湿，高温的环境），防止运营过程中的水及灰尘破坏绝缘效果。在安装设计上，考虑绝缘材料的老化，绝缘件或者绝缘垫片应是方便更换的。
4.2局部绝缘处理
鉴于施工接口复杂，绝缘控制面大，在实际工程中，很难保证门体达到0.5MΩ的要求，为确保乘客的安全，建议对乘客容易触碰的区域，如滑动门门框、门两边的立柱包板、门槛、门楣梁底板等进行局部绝缘处理。采用的绝缘工艺可选择绝缘材料喷涂、氟碳喷涂、搪瓷烤漆等。可根据各自地区环境、客流量特点选择不同的工艺及制定不同的参数值（如耐磨性、耐冲击性、耐湿热性等）控制绝缘。
5.站台绝缘层
5.1绝缘隔离带
为了更好地进行绝缘隔离，建议在屏蔽门门槛与绝缘层之间设置15~30mm的绝缘隔离带。隔离带的材料应能满足地铁环境及有关地铁设计规范要求，为不燃或难燃材料，橡胶的燃烧性能会达到B1级，其各类指标（如氧指数、烟密度、毒烟散发性、表面焰散性等）也必须要满足规范要求。由于隔离带位于门槛边，宽约正好可以容纳女士高跟鞋的鞋跟，因此隔离带在选材前须经过强度分析计算，保证在寿命期内不会产生永久变形，尤其接口部分不会变形外拱。在工程实施中，可在门槛上设置沟槽结构，绝缘隔离带直接扣在门槛沟槽上，实现与门槛整体连接。操作门槛设计有沟槽结构，绝缘隔离带直接扣在门槛沟槽上，与门槛实现整体连接。操作方便，又能更好地实现隔离，吸收了绝缘层的误差，还能使门槛与绝缘层的接口更加美观。
5.2绝缘层
绝缘层敷设后，必须保证敷设范围内地板表面对地的电阻≥0.5MΩ，表面应平整，无褶皱，与站台板可靠粘结，表面平整度用2m靠尺和塞尺检查，不能大于2mm。绝缘层板块材料达到密缝拼接。绝缘地板跟两边的石材、屏蔽门门槛分别接平。目前，绝缘层的敷设主要有三种方案：绝缘槽方案，绝缘橡胶地板方案，绝缘复合材料方案材料方案。广州地铁三号线、四号线采用了方案二。其施工工艺主要包括：基层检测及处理、两遍环氧底涂、水泥自流平精找平、橡胶地板粘贴、绝缘性能测试。工艺的最终目的是使基层平整度达到要求，确保绝缘层与基层持久牢固的粘贴，并且与周边地面的各种材料精密地融为一体，最终形成平整的绝缘层面。从广州地铁三、四号线实施效果来看，虽然绝缘值满足要求，但部分车站靠近门槛处及橡胶地板连接处会出现气泡、鼓包现象。使用新的复合材料能有效地减少气泡、鼓包，目前该方案已在其他地铁有应用实例。
无论使用哪种方案，建议在门槛侧“L”型绝缘挡板，从物理上有效地防止绝缘层施工时水泥砂浆流入门槛安装区域，避免下部绝缘件受污染。
6.结束语
在实际施工中，受多方面的影响，绝缘值很难一直保持0.5MΩ。根据运营经验，“打火”现象大多出现在端门处，建议正线屏蔽门与端门作隔离处理。为了降低门体间相互影响，建议正线屏蔽门以列车车厢为单位进行门单元之间的隔离。目前，正在研究直接采用复合材料制作屏蔽门门体，为绝缘提供更多的解决思路。
关键词：地铁屏蔽门；等电位；绝缘；隔离
中圖分类号：U231文献标识码： A
1.引言
当地铁列车采用1500V接触网供电的时候，由于用轨道作为供电回路，轨道对大地会有小于120V的压降，使得车体对于大地也有小于120V的压降。若屏蔽门直接安装在站台上，门体与大地等电位，压降为0V时，因车体与屏蔽门之间存在着变化的电压差，当电压差超出人体承受极限时，正好有乘客在上下列车时同时触摸到屏蔽门门体和车体，则会有触电的危险。因此，为确保乘客和工作人员的安全，必须消除屏蔽门与列车之间的电压差，制定切实可行有效的绝缘处理方案。
2.屏蔽门系统绝缘处理原理及现状
如图1所示，屏蔽门系统绝缘处理主要分三部分：屏蔽门门体与轨道的等电位连接；屏蔽门门体的上下部分与土建结构的绝缘；站台区乘客安全距离的绝缘。只有保证屏蔽门门体与轨道的等电位连接，同时与土建结构绝缘，乘客同时接触屏蔽门门体和车体时，才是安全的。为了确保乘客在同时接触站台和门体或车体时也是安全的，必须在乘客可接触到门体的站台区域（约2米宽）内敷设绝缘层。
图1屏蔽门系统绝缘处理原理图
根据要求，在正常大气压试验条件下，屏蔽门系统安装好后，用500V兆欧表测试，站台上屏蔽门所有设备对地绝缘值≥0.5MΩ。然而，目前的工程实施中，测试并不理想。以广州地铁各条线路为例，所有线路的屏蔽门样机测量绝缘测试全部通过，但在安装完成后有部分车站的绝缘值已不足500 MΩ。在安装绝缘层后再进行测量，大部分车站的绝缘值不及格。等到车站交付运营使用的时候，绝缘值会更差。同时，由于屏蔽门门体压降不为0V，屏蔽门上盖板与天花吊顶、通风风管靠近处，屏蔽门端门与装修墙面处，经常发生“打火”现象。而打火点无法预测，在实际操作中，只能等到出现问题的时候，再采取措施补救。绝缘值无法保证，打火现象是屏蔽门系统绝缘处理方案中必须解决的两大难题。
3.门体等电位连接
屏蔽门等电位处理方案，包括门体等电位采用等电位连接导线与铜排的连接，门体与钢轨等电位采用专用螺栓的连接，滑动门等电位采用拖链连接等。
如图2所示，门体内部进行等电位连接，通过连接导线把立柱和踏步板、立柱和固定门、立柱和应急门连接，通过连接导线把门体顶箱面板、门体、钢立柱等与等电位连接铜排连接。顶箱里安装有一条通长而且连续的等电位连接铜排，通过在每个单元的铝合金门机梁导槽端安装铜排达到等电位要求。滑动门等电位采用拖链连接，拖链的一端安装在门楣梁上，另一端安装在滑动门上部与门机连接的部件上，在拖链内部用电缆把两个部位连接起来，达到等电位要求。如图1列车钢轨与屏蔽门门体连接所示，屏蔽门的端部通过电缆把等电位连接铜排与钢轨连接，使得屏蔽门与列车等电位。
图2门体内部等电位连接图
在工程实施上，屏蔽门内部等电位导线与钢轨与门体连接导线经常发生烧断的现象，主要原因是在电线电缆选型上没有准确计算故障电流。因此，在实施前，必须考虑电缆规格的相关计算，包括铜排总的截面积及长度。
4.门体绝缘
4.1结构件绝缘
屏蔽门门体绝缘主要分两个部分：顶部与土建横梁的绝缘（图3），底部与土建站台板间的绝缘（图4）。如图中圈出，顶部结构件的绝缘主要有三处：屏蔽门的顶箱上盖板与上部结构件的隔离；屏蔽门立柱与上部结构件的隔离；屏蔽门顶箱上盖板与活动盖板的隔离。上部结构件的隔离可采用绝缘件或者绝缘板进行隔离，顶箱上下盖板可控制在15-20mm的空气隔离。底部结构支撑的绝缘主要采用四套绝缘件进行隔离。
图3顶部与土建横梁绝缘示意图 图4 底部与站台板件的绝缘示意图
由于不同的厂家设计的结构件有所不同，导致采用的绝缘件外形有所不同，但控制绝缘的关键是绝缘材料的选择。目前，绝缘件通常采用PBT绝缘材料，绝缘板通常采用环氧层压玻璃布板，部分绝缘件也采用尼龙66。在选材的时候，必须充分考虑地铁实际的运营环境（如广州常年处于潮湿，高温的环境），防止运营过程中的水及灰尘破坏绝缘效果。在安装设计上，考虑绝缘材料的老化，绝缘件或者绝缘垫片应是方便更换的。
4.2局部绝缘处理
鉴于施工接口复杂，绝缘控制面大，在实际工程中，很难保证门体达到0.5MΩ的要求，为确保乘客的安全，建议对乘客容易触碰的区域，如滑动门门框、门两边的立柱包板、门槛、门楣梁底板等进行局部绝缘处理。采用的绝缘工艺可选择绝缘材料喷涂、氟碳喷涂、搪瓷烤漆等。可根据各自地区环境、客流量特点选择不同的工艺及制定不同的参数值（如耐磨性、耐冲击性、耐湿热性等）控制绝缘。
5.站台绝缘层
5.1绝缘隔离带
为了更好地进行绝缘隔离，建议在屏蔽门门槛与绝缘层之间设置15~30mm的绝缘隔离带。隔离带的材料应能满足地铁环境及有关地铁设计规范要求，为不燃或难燃材料，橡胶的燃烧性能会达到B1级，其各类指标（如氧指数、烟密度、毒烟散发性、表面焰散性等）也必须要满足规范要求。由于隔离带位于门槛边，宽约正好可以容纳女士高跟鞋的鞋跟，因此隔离带在选材前须经过强度分析计算，保证在寿命期内不会产生永久变形，尤其接口部分不会变形外拱。在工程实施中，可在门槛上设置沟槽结构，绝缘隔离带直接扣在门槛沟槽上，实现与门槛整体连接。操作门槛设计有沟槽结构，绝缘隔离带直接扣在门槛沟槽上，与门槛实现整体连接。操作方便，又能更好地实现隔离，吸收了绝缘层的误差，还能使门槛与绝缘层的接口更加美观。
5.2绝缘层
绝缘层敷设后，必须保证敷设范围内地板表面对地的电阻≥0.5MΩ，表面应平整，无褶皱，与站台板可靠粘结，表面平整度用2m靠尺和塞尺检查，不能大于2mm。绝缘层板块材料达到密缝拼接。绝缘地板跟两边的石材、屏蔽门门槛分别接平。目前，绝缘层的敷设主要有三种方案：绝缘槽方案，绝缘橡胶地板方案，绝缘复合材料方案材料方案。广州地铁三号线、四号线采用了方案二。其施工工艺主要包括：基层检测及处理、两遍环氧底涂、水泥自流平精找平、橡胶地板粘贴、绝缘性能测试。工艺的最终目的是使基层平整度达到要求，确保绝缘层与基层持久牢固的粘贴，并且与周边地面的各种材料精密地融为一体，最终形成平整的绝缘层面。从广州地铁三、四号线实施效果来看，虽然绝缘值满足要求，但部分车站靠近门槛处及橡胶地板连接处会出现气泡、鼓包现象。使用新的复合材料能有效地减少气泡、鼓包，目前该方案已在其他地铁有应用实例。
无论使用哪种方案，建议在门槛侧“L”型绝缘挡板，从物理上有效地防止绝缘层施工时水泥砂浆流入门槛安装区域，避免下部绝缘件受污染。
6.结束语
在实际施工中，受多方面的影响，绝缘值很难一直保持0.5MΩ。根据运营经验，“打火”现象大多出现在端门处，建议正线屏蔽门与端门作隔离处理。为了降低门体间相互影响，建议正线屏蔽门以列车车厢为单位进行门单元之间的隔离。目前，正在研究直接采用复合材料制作屏蔽门门体，为绝缘提供更多的解决思路。