城市軌道交通系統(tǒng)的防雷保護(hù)(共15頁(yè))

1、城市(chngsh)軌道交通系統(tǒng)的防雷保護(hù)摘 要：針對(duì)目前城市軌道交通系統(tǒng)中普遍使用的自動(dòng)化運(yùn)行控制系統(tǒng)(kn zh x tn)，討論了軌道交通系統(tǒng)的過(guò)電壓防護(hù)與接地。關(guān)鍵詞：軌道交通；防雷；電磁脈沖；接地；等電位(din wi)；屏蔽；SPD1、引言1863年第一條地鐵線(xiàn)路的出現(xiàn)和1888年美國(guó)第一條有軌電車(chē)線(xiàn)路建成，標(biāo)志著城市交通進(jìn)入軌道交通時(shí)代。經(jīng)過(guò)誕生和初始發(fā)展階段(1863年-1924年)、萎縮階段(1924-1949年)、再發(fā)展階段(1949-1969年)、高速發(fā)展階段(1970年-至今)，當(dāng)今世界各大城市和特大城市都確立了公交優(yōu)先，軌道交通是公交骨干的政策。隨著現(xiàn)代化新不斷地涌現(xiàn)

2、，更多的自動(dòng)化控制系統(tǒng)被應(yīng)用到軌道交通系統(tǒng)中，為軌道交通運(yùn)營(yíng)效率、運(yùn)行速度的提高提供了有力的保障。在自動(dòng)化系統(tǒng)不停的更新?lián)Q代中，運(yùn)用了越來(lái)越多的高精密、高速度處理系統(tǒng)，在系統(tǒng)性能的提升和不斷的能耗控制需求下，設(shè)備內(nèi)部器件的功耗與工作電壓越來(lái)越低，隨之而來(lái)的是系統(tǒng)的抗干擾能力大幅度下降，系統(tǒng)的安全性變得越來(lái)越脆弱。在運(yùn)行中，由于雷電波侵入、電力系統(tǒng)故障、線(xiàn)路和車(chē)站中的電磁環(huán)境相對(duì)復(fù)雜等原因產(chǎn)生的過(guò)電壓，在一定程度上對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生了不利影響。特別是近些年來(lái)，由于城市土地資源的稀缺和工程造價(jià)的降低，在發(fā)展的城市軌道交通系統(tǒng)中，高架線(xiàn)和地面線(xiàn)占了相當(dāng)大的比重。線(xiàn)路、車(chē)站及輔助系統(tǒng)設(shè)備大量安裝于地

3、面以上，同時(shí)，系統(tǒng)中各站點(diǎn)與控制中心之間相互連接的各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)、通訊系統(tǒng)的大量應(yīng)用使得雷電電磁脈沖對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行的影響日益突出。本文中，我們以目前在系統(tǒng)中普遍使用的自動(dòng)化運(yùn)行控制系統(tǒng)為重點(diǎn)研究對(duì)象，討論軌道交通系統(tǒng)的過(guò)電壓防護(hù)與接地。城市軌道交通系統(tǒng)是由多個(gè)分別完成不同功能的子系統(tǒng)所構(gòu)成的，按不同的系統(tǒng)性質(zhì)可分為：基礎(chǔ)設(shè)施(j ch sh sh)和控制系統(tǒng)兩大部分?；A(chǔ)設(shè)施包括(boku)線(xiàn)路、車(chē)輛、車(chē)站等，控制系統(tǒng)(kn zh x tn)由電氣、通信、信號(hào)、運(yùn)行組織、客運(yùn)組織等幾部分組成。2、按雷電電磁環(huán)境分區(qū)按線(xiàn)路及車(chē)站所處的位置不同，可將軌道交通分為地下線(xiàn)（站）和地面線(xiàn)（站）兩大類(lèi)。地下線(xiàn)（

4、站）由于在建設(shè)時(shí)按城市總體規(guī)劃要求，考慮地面建筑物、工程地質(zhì)等因素來(lái)確定。淺埋比較經(jīng)濟(jì)，乘客進(jìn)出方便，一般離地面1015m；深埋投資較大，施工也較困難，但對(duì)地面正?；顒?dòng)無(wú)影響，一般埋深為3050m。地下線(xiàn)路、車(chē)站結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土澆筑而成，鋼筋在施工中相互之間采用焊接或綁扎等工藝形成了良好的電氣連接，金屬網(wǎng)格密集，成為了電磁屏蔽效果非常好的“法拉第籠”結(jié)構(gòu)，對(duì)外界空間的雷電電磁脈沖有非常理想的抵制效果，站內(nèi)人員及設(shè)備處于LPZ1或更高的防雷區(qū)內(nèi)。同時(shí)，除站廳外，幾乎全部設(shè)施處在地面下，被雷電直接擊中的可能性為零。地面線(xiàn)（站）根據(jù)線(xiàn)路所經(jīng)過(guò)地區(qū)的地理、地貌、建筑情況的不同，雷擊的風(fēng)險(xiǎn)情況也不盡相

5、同。例如在北京，地面線(xiàn)和地面站通常是位于市區(qū)繁華地帶以外或郊區(qū)，為解決與地面交通的交叉與相互影響問(wèn)題，多是以高架線(xiàn)和車(chē)站的形式出現(xiàn)。這種情況無(wú)疑使線(xiàn)路和車(chē)站處于所經(jīng)過(guò)地區(qū)相對(duì)較高的空間位置，同時(shí)由于軌道交通全線(xiàn)應(yīng)用電力驅(qū)動(dòng)、牽引的方式提供車(chē)輛動(dòng)力，多種因素綜合起來(lái)增加了線(xiàn)路、車(chē)輛及車(chē)站遭受雷電的概率，更有可能受到直擊雷的襲擊。除雷電因素影響人員和系統(tǒng)的安全外，軌道交通系統(tǒng)自身引起的電磁環(huán)境污染也是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備產(chǎn)生干擾、影響系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的重要原因之一。比如，一個(gè)運(yùn)行在鬧市周邊地區(qū)的直流電氣牽引系統(tǒng)，以其寬頻譜、各種騷擾途徑（傳導(dǎo)、感應(yīng)、輻射）俱全的特點(diǎn)惡化（或說(shuō)污染）了所在區(qū)域的電磁環(huán)境；雜散

6、電流使通信導(dǎo)線(xiàn)與附近大地形成電位差，除腐蝕地下管線(xiàn)外，還會(huì)在接地的通信設(shè)備機(jī)架上形成高電位，危及設(shè)備和人員的安全；受電弓（靴）產(chǎn)生的電猝發(fā)與浪涌成為城市雜波的重要組成部分，對(duì)附近的信息設(shè)備和精密儀器造成騷擾，接觸導(dǎo)線(xiàn)還是車(chē)輛內(nèi)高次諧波的發(fā)射天線(xiàn)，電磁輻射污染了近距離的電磁環(huán)境。3、防護(hù)(fngh)重點(diǎn)3.1、直擊雷防護(hù)(fngh)對(duì)地面的站廳建筑進(jìn)行保護(hù)，原則依據(jù)建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范GB50057-94 2000年修訂版中對(duì)于建筑物防雷分類(lèi)(fn li)的計(jì)算方法對(duì)地下線(xiàn)路的地面站廳建筑物做防雷分類(lèi)的確定，按防雷類(lèi)別對(duì)應(yīng)的直擊雷防護(hù)措施做好相應(yīng)的設(shè)計(jì)，具體方法在此不再展開(kāi)討論。對(duì)于地面站和高架站

7、的一些特殊情況，在保證建筑自身不受雷擊的同時(shí)更重要的是要保證站內(nèi)人員的人身安全。地面站往往因長(zhǎng)、寬的跨度比較大，考慮外觀造型美觀等因素，多采用了鋼結(jié)構(gòu)支撐建筑屋頂、鋼結(jié)構(gòu)在站內(nèi)外露或與其他金屬物連接的做法。而鋼結(jié)構(gòu)自身并不是全部直接埋入地下，有時(shí)無(wú)法確認(rèn)其接地是否可靠。因此，對(duì)這些地面站和高架站除利用結(jié)構(gòu)或另設(shè)接閃器做好接閃外，應(yīng)設(shè)置可靠的專(zhuān)用引下線(xiàn)并與車(chē)站的綜合接地系統(tǒng)做好連接，確保引下線(xiàn)與站內(nèi)、外的人員有足夠的絕緣強(qiáng)度和安全距離。3.2、接地與等電位連接在軌道交通系統(tǒng)中，設(shè)備最為集中的車(chē)站通常在建設(shè)中采用地下建筑的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)(jch)接地，整體地下建筑、隧道等都通過(guò)相互連接的鋼

8、筋形成自然的接地體，有效地保證了系統(tǒng)接地符合接地阻值的需要，同時(shí)為各機(jī)房設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備提供了方便的接地途徑。地面站也會(huì)通過(guò)建筑的基礎(chǔ)裝置形成自然接地，并在地面建筑內(nèi)設(shè)置等電位端子排。作為系統(tǒng)內(nèi)安全保護(hù)和設(shè)備正常工作的重要基礎(chǔ)組成部分，一旦接地的金屬材料腐蝕或意外斷開(kāi)將使局部接地受到影響，使系統(tǒng)的接地電阻值升高甚至造成懸浮地。為保證接地系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)在系統(tǒng)建設(shè)時(shí)對(duì)接地材料采取必要(byo)的防腐蝕措施，例如針對(duì)雜散電流的影響采取陰極保護(hù)措施、在接地距離系統(tǒng)(xtng)設(shè)備較近的位置增設(shè)耐腐蝕能力強(qiáng)的新型接地材料和降阻防腐材料，如近年新引入國(guó)內(nèi)的鍍銅鋼接地產(chǎn)品和配套的長(zhǎng)效防腐降阻劑（但在選用鍍銅

9、鋼產(chǎn)品時(shí)應(yīng)首先做好鋼軌、系統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)等“陽(yáng)極”材料的保護(hù)）。一般在系統(tǒng)的建設(shè)過(guò)程中，按設(shè)計(jì)在設(shè)備機(jī)房和現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備處預(yù)留多個(gè)接地端子供設(shè)備接地，但往往沒(méi)有設(shè)置完善的等電位連接網(wǎng)絡(luò)，在雷擊電磁脈沖侵入系統(tǒng)時(shí)，將會(huì)造成系統(tǒng)設(shè)備之間的電位差，從而擊穿設(shè)備間的絕緣造成設(shè)備故障，影響系統(tǒng)設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。因此，作為現(xiàn)代防護(hù)重要技術(shù)核心的等電位連接是軌道交通設(shè)備保護(hù)中的重點(diǎn)，它同樣對(duì)人員的人身安全保護(hù)起到重要作用。等電位連接網(wǎng)絡(luò)一般分為S型和M型兩種，前者適用于小范圍內(nèi)、設(shè)備集中、系統(tǒng)進(jìn)出線(xiàn)位置集中的局部系統(tǒng)，而后者適用于占地面積大、工作頻率高、設(shè)備分散、系統(tǒng)進(jìn)出線(xiàn)分散的復(fù)雜系統(tǒng)。根據(jù)軌道交通的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，大多

10、數(shù)情況更適用于使用M型等電位連接網(wǎng)絡(luò)，通常的做法是在設(shè)備機(jī)房?jī)?nèi)地面設(shè)置密集的網(wǎng)格型金屬連接網(wǎng)（使用薄銅帶，更有利于高頻脈沖電流的通過(guò)），并在多處與聯(lián)合接地裝置連接，需要等電位連接和接地的設(shè)備以最短的途徑與銅帶連接。3.3、雷電(lidin)電磁脈沖的防護(hù)隨著軌道交通行車(chē)間隔的縮短，依靠人工控制車(chē)速的傳統(tǒng)運(yùn)行方式已經(jīng)不能滿(mǎn)足需要，軌道交通的運(yùn)行、控制已經(jīng)由早期的人工操作過(guò)渡到了全線(xiàn)(qun xin)自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)控制的階段。對(duì)于線(xiàn)路、車(chē)站設(shè)備的保護(hù)(boh)重點(diǎn)是系統(tǒng)機(jī)電設(shè)備和通信系統(tǒng)，由自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC）、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）、環(huán)境與設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）、視頻監(jiān)控系統(tǒng)（CATV）、軌

11、道交通線(xiàn)網(wǎng)指揮中心（TCC）、屏蔽門(mén)控制系統(tǒng)、供電系統(tǒng)（SCADA）、通信系統(tǒng)、旅客信息系統(tǒng)（PIS）、行車(chē)管理與控制系統(tǒng)等多個(gè)結(jié)構(gòu)、相互關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜的子系統(tǒng)組成。考慮電磁脈沖對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性影響，必須從各個(gè)子系統(tǒng)間的關(guān)系及各自特點(diǎn)入手，在做好系統(tǒng)接地保護(hù)和等電位連接的基礎(chǔ)上，綜合運(yùn)用分流、屏蔽、端口保護(hù)等措施解決系統(tǒng)中可能受雷電電磁脈沖干擾的因素，達(dá)到整體解決防雷與防電磁脈沖的目的。4、機(jī)電與通信系統(tǒng)的保護(hù)軌道交通的機(jī)電與通信系統(tǒng)主要集中體現(xiàn)于車(chē)站及控制中心或線(xiàn)路中心等場(chǎng)所，車(chē)載系統(tǒng)安裝于列車(chē)內(nèi)部，與車(chē)站系統(tǒng)及控制系統(tǒng)之間通過(guò)各種傳感設(shè)備及無(wú)線(xiàn)通信完成信息的傳遞。我們?cè)诖藘H討論車(chē)站及控制中

12、心等車(chē)下機(jī)電與通信系統(tǒng)的過(guò)電壓保護(hù)。4.1、供電系統(tǒng)軌道交通的運(yùn)行依賴(lài)于供電系統(tǒng)(n din x tn)，可以說(shuō)供電系統(tǒng)是整個(gè)軌道交通系統(tǒng)中最為重要的部分。供電變電站按功能劃分主要(zhyo)有4種類(lèi)型：主變電站、牽引變電站、降壓變電站和跟隨變電站。主變電所將110kV電網(wǎng)電壓降為35kV，給牽引變電站和降壓變電站供電（電壓等級(jí)僅為參考值，進(jìn)口一次設(shè)備可能略有差異，以下同）；牽引變電站則是將35kV交流電經(jīng)變壓器、整流器轉(zhuǎn)換為直流1500V/750V，給接觸(jich)網(wǎng)/接觸軌供電；降壓變電站則是將35kV電網(wǎng)電壓降為400V，提供車(chē)站的動(dòng)力和照明電源，同時(shí)也是跟隨變電站的進(jìn)線(xiàn)電源；跟隨變電

13、站無(wú)變壓器，是降壓變電站400V側(cè)在地理上的延伸，是為離降壓變電站較遠(yuǎn)的設(shè)備供電。供電系統(tǒng)應(yīng)用遍及軌道交通系統(tǒng)的各個(gè)角落，從上千伏的牽引電壓到幾十伏的弱電系統(tǒng)設(shè)備直流供電都依賴(lài)于供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行，包括控制中心、車(chē)站在內(nèi)的機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備及通信設(shè)備的工作都離不開(kāi)電源。而系統(tǒng)中因雷擊、電磁脈沖等原因引起的過(guò)電壓隨著供電系統(tǒng)的回路傳導(dǎo)到系統(tǒng)中的不同位置，線(xiàn)路上的過(guò)電壓對(duì)設(shè)備的安全運(yùn)行將產(chǎn)生不同程度的影響。因此，無(wú)論在系統(tǒng)中的任何位置，供電系統(tǒng)的過(guò)電壓保護(hù)都是必不可少的重要組成部分。按供電系統(tǒng)進(jìn)入各用電位置的路徑以及針對(duì)具體的用電設(shè)備所處的電磁脈沖防護(hù)分區(qū)的原則，通常是按不同的電壓等級(jí)、雷電分區(qū)界面位置

14、等因素來(lái)考慮相應(yīng)的過(guò)電壓防護(hù)措施。(1)高壓部分：110kV、35kV的主變電站和牽引變電站。按城市供電系統(tǒng)高壓配電規(guī)范在高壓配電系統(tǒng)中及線(xiàn)路一次回路中設(shè)置高壓氧化鋅避雷器。高壓部分不在此詳細(xì)討論。(2)直流牽引接觸網(wǎng)：750V或1500V直流接觸網(wǎng)或接觸軌。地面接觸網(wǎng)：一般按線(xiàn)路的架設(shè)方式在地下隧道兩端、為地面接觸網(wǎng)供電的電源隔離開(kāi)關(guān)處以及地面線(xiàn)、高架線(xiàn)每隔500m設(shè)置與接觸網(wǎng)電壓等級(jí)相適應(yīng)的避雷器；架空接觸網(wǎng)：在地面線(xiàn)及高架線(xiàn)上，凡是架空的接觸網(wǎng)每隔200m設(shè)置一組火花間隙型避雷裝置；避雷裝置的接地(jid)：避雷裝置的工頻接地電阻不大于10;，并通過(guò)(tnggu)專(zhuān)用引下線(xiàn)直接接地。(3

15、)低壓電源(dinyun)系統(tǒng)：由每個(gè)降壓變電站至供電線(xiàn)路區(qū)間每一個(gè)供電區(qū)域（各控制機(jī)房、車(chē)站等）的低壓電源電纜均在進(jìn)入供電區(qū)域建筑前采取埋地敷設(shè)的方式，并在每處電纜井內(nèi)將電纜金屬鎧裝層做好接地處理；電纜進(jìn)入建筑物或車(chē)站的位置將電纜鎧裝層與建筑的綜合接地裝置做好等電位連接。并在進(jìn)入建筑的第一個(gè)隔離開(kāi)關(guān)處設(shè)置第一級(jí)低壓電源SPD作保護(hù)。SPD的選擇需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐睦妆?shù)據(jù)以及計(jì)算得到的建筑物防雷等級(jí)（防雷類(lèi)別及電子信息系統(tǒng)防雷級(jí)別），選用通流量足夠大的產(chǎn)品。一般可考慮選用不小于15kA通流量10/350us短路電流測(cè)試的開(kāi)關(guān)型SPD，或選用最大通流量在100kA以上的8/20us短路電流測(cè)試的限壓

16、型SPD。由總配電柜輸出的電源線(xiàn)必須按TN-S接地保護(hù)制式的原則布線(xiàn)，并利用金屬封閉、接地可靠的橋架敷設(shè)，金屬橋架保證電氣連接可靠，兩端做好接地處理。如選用鎧裝電纜，還需要將鎧裝層在兩端做好接地，以屏蔽雷擊或站區(qū)內(nèi)電磁脈沖輻射造成的干擾電磁場(chǎng)。在每個(gè)二級(jí)配電裝置處設(shè)置電源二級(jí)SPD。一般通流量按標(biāo)稱(chēng)40kA（8/20us）選用，地下線(xiàn)（站）的可考慮適當(dāng)降低通流量標(biāo)準(zhǔn)至20kA（8/20us），以降低工程成本。SPD的最大持續(xù)工作電壓Uc不宜低于385V，以避免因啟動(dòng)電壓低而受動(dòng)力設(shè)備的啟動(dòng)或停機(jī)引起的線(xiàn)路電壓波動(dòng)影響造成SPD頻繁動(dòng)作而影響其使用壽命；SPD的電壓保護(hù)水平Up應(yīng)盡量低，一般以不

17、高于2kV為宜（按一般民用電器耐沖擊電壓水平2.5kV的80%考慮）。配電線(xiàn)路各種設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓額定值如表1表1配電線(xiàn)路各種設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓額定值如表設(shè)備位置電源處的設(shè)備配電線(xiàn)路和最后分支線(xiàn)路的設(shè)備用電設(shè)備特殊需要保護(hù)的電子信息設(shè)備耐沖擊過(guò)電壓分別 = 1234 * ROMAN IV類(lèi) = 3 * ROMAN III類(lèi) = 2 * ROMAN II類(lèi) = 1 * ROMAN I類(lèi)耐沖擊過(guò)電壓額定值6KV4KV2.5KV1.5KV在網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、監(jiān)控、通信以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備配電裝置處或設(shè)備前端最靠近設(shè)備的位置設(shè)置電源第三級(jí)SPD。此處的SPD通流量不必考慮過(guò)大，一般5-10kA（8/20us）即可。

18、最大持續(xù)工作電壓可按320V選用，Up值控制在1.2kV以下（按需要特殊保護(hù)的設(shè)備耐沖擊電壓水平1.5KV的80%）。對(duì)沖擊過(guò)電壓耐受能力極差的設(shè)備應(yīng)根據(jù)其可耐受極限沖擊電壓的80%設(shè)置特殊的末級(jí)SPD保護(hù)。由開(kāi)關(guān)電源和DC/DC供電設(shè)備提供直流低壓電源的設(shè)備，在設(shè)備電源端口處按電壓等級(jí)設(shè)置直流SPD，以確保直流部分(b fen)不受電磁脈沖干擾的影響。為確保供電系統(tǒng)(n din x tn)不致因SPD的損壞、劣化形成的器件自身?yè)舸⒍搪返葼顩r引起供電系統(tǒng)發(fā)生跳閘斷電的事故，所有SPD均并聯(lián)(bnglin)于供電回路與PE間安裝，并在SPD回路中串聯(lián)具有熔斷標(biāo)識(shí)的熔斷器或空氣開(kāi)關(guān)。電源系統(tǒng)SP

19、D安裝位置如圖2所示。4.2、自動(dòng)售檢票系統(tǒng)（AFC）系統(tǒng)是現(xiàn)代軌道交通系統(tǒng)中用于自動(dòng)售票、自動(dòng)檢票和自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、結(jié)算的一系列設(shè)備所構(gòu)成的系統(tǒng)，它集成了機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、通信及財(cái)務(wù)管理等多功能于一體的控制系統(tǒng)和信息管理系統(tǒng)。通常由LC（線(xiàn)路中心）設(shè)備和SC（車(chē)站）設(shè)備、站廳現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、相關(guān)附屬系統(tǒng)（如培訓(xùn)中心、維修中心等）組成。系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn)主要基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信功能，因此，對(duì)AFC系統(tǒng)的保護(hù)除按供電系統(tǒng)的保護(hù)原則做好設(shè)備電源的過(guò)電壓保護(hù)及等電位連接外，重點(diǎn)是需要對(duì)系統(tǒng)設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的通信端口按接口類(lèi)型、端口數(shù)量、網(wǎng)絡(luò)信號(hào)傳輸速率等技術(shù)參數(shù)選擇性能指標(biāo)相匹配的信號(hào)保護(hù)產(chǎn)品，例如網(wǎng)絡(luò)RJ4

20、5接口的單口或機(jī)架式SPD。保護(hù)重點(diǎn)：LC（線(xiàn)路(xinl)中心）、SC（車(chē)站設(shè)備）、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、維修中心、培訓(xùn)中心。以上各位置的保護(hù)除設(shè)備供電按網(wǎng)絡(luò)設(shè)備做到通流量與電壓(diny)保護(hù)水平達(dá)標(biāo)的電源保護(hù)外，重點(diǎn)為車(chē)站網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、站廳交換機(jī)、計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、閘機(jī)、自動(dòng)售票機(jī)、半自動(dòng)售票機(jī)、驗(yàn)票(yn pio)機(jī)、補(bǔ)票機(jī)等設(shè)備的RJ45電通信接口，根據(jù)設(shè)備處的網(wǎng)絡(luò)端口密集程度選擇安裝集成型多端口或普通單端口的網(wǎng)絡(luò)用SPD，如LEO-SH24或LEO-S-RJ45(良?xì)WLEO, 北京歐地安科技有限公司 /index1.htm)。通常，除各節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)與通信系統(tǒng)接口采用千兆傳輸外，在各車(chē)站及線(xiàn)路中心內(nèi)部的

21、AFC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳輸速率采用10M或100M，使用非屏蔽五類(lèi)線(xiàn)傳輸。在車(chē)站，特別是在地面站或高架站，站內(nèi)的電磁環(huán)境受到車(chē)輛運(yùn)行的影響或雨季雷電電磁脈沖的影響，不利于非屏蔽信號(hào)傳輸線(xiàn)內(nèi)信號(hào)的正常傳輸。因此，應(yīng)使用屏蔽網(wǎng)絡(luò)傳輸線(xiàn)或使用金屬線(xiàn)管敷設(shè)網(wǎng)絡(luò)傳輸線(xiàn)，將屏蔽層或金屬線(xiàn)管兩端做好接地處理，利用線(xiàn)纜屏蔽層或金屬管的電磁衰減效應(yīng)起到對(duì)干擾信號(hào)的抑制。同時(shí)，注意線(xiàn)纜的敷設(shè)路由，使之與交流電源線(xiàn)路之間保持足夠的安全距離（平行方向凈距1m，交叉凈距0.3m），避免交流電源對(duì)信號(hào)線(xiàn)的干擾。4.3、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)（FAS）火災(zāi)是對(duì)軌道交通，特別是地下線(xiàn)路及車(chē)站安全運(yùn)行的重大威脅之一，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)對(duì)地鐵的安全運(yùn)行

22、、特別是對(duì)地鐵內(nèi)大量人員的人身安全至關(guān)重要?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)由中央級(jí)設(shè)備、車(chē)站級(jí)設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成。系統(tǒng)中的探測(cè)點(diǎn)分布在站廳、站臺(tái)、設(shè)備用房和管理用房等處，對(duì)修護(hù)區(qū)域進(jìn)行火災(zāi)監(jiān)視；系統(tǒng)中的自動(dòng)滅火系統(tǒng)布置在重要的設(shè)備房，實(shí)現(xiàn)全天候的火災(zāi)監(jiān)視及自動(dòng)噴氣滅火功能。中央級(jí)系統(tǒng)設(shè)備由命令中心GCC組成，一般包括兩臺(tái)圖形命令中心，一個(gè)主時(shí)鐘的接口設(shè)備。主時(shí)鐘設(shè)備通過(guò)RS232協(xié)議通信接口與FAS系統(tǒng)連接，通過(guò)FAS網(wǎng)絡(luò)將時(shí)鐘同步信號(hào)傳送到各個(gè)車(chē)站，實(shí)現(xiàn)全線(xiàn)各站點(diǎn)的時(shí)間同步。各站點(diǎn)的火災(zāi)監(jiān)控信號(hào)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街醒胂到y(tǒng)設(shè)備的圖形命令中心，供調(diào)度人員直觀地觀察到各站點(diǎn)的火災(zāi)報(bào)警情況及報(bào)警位置。系統(tǒng)設(shè)備除電源外，主

23、要是與時(shí)鐘系統(tǒng)連接的RS232接口及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)接口，是FAS中央設(shè)備防護(hù)電磁脈沖的重點(diǎn)。車(chē)站級(jí)設(shè)備主要由控制盤(pán)、車(chē)站級(jí)圖形命令中心及各種外圍設(shè)備組成，實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和消防聯(lián)動(dòng)的功能?？刂票P(pán)是整個(gè)車(chē)站FAS系統(tǒng)的控制中心，綜合處理各種數(shù)據(jù)信息，做出火警判斷，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并啟動(dòng)消防設(shè)備動(dòng)作并監(jiān)視其工作(gngzu)狀態(tài)。設(shè)備的工作電源通常為220V低壓電源，并在控制盤(pán)設(shè)備中提供給其他消防系統(tǒng)設(shè)備用的24VDC電源?？刂票P(pán)與消防系統(tǒng)內(nèi)的各種功能的外圍設(shè)備通過(guò)回路卡、通信卡、音頻卡和消防電話(huà)主機(jī)等連接(linji)，采集各個(gè)報(bào)警點(diǎn)的火災(zāi)監(jiān)視數(shù)據(jù)（如煙感探頭、手動(dòng)報(bào)警器、溫度感應(yīng)器等）；通信卡通過(guò)RS232接

24、口與現(xiàn)場(chǎng)機(jī)電設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)連接，并通過(guò)光纖、網(wǎng)絡(luò)或RS485協(xié)議與中央級(jí)系統(tǒng)設(shè)備間傳輸信息與控制信號(hào)；音頻卡提供音頻總線(xiàn)，應(yīng)用于消防廣播，發(fā)生火警時(shí)可自動(dòng)播放報(bào)警信息，指導(dǎo)站區(qū)內(nèi)的乘客疏散，同時(shí)可自動(dòng)通過(guò)消防電話(huà)系統(tǒng)與消防部門(mén)及時(shí)取得聯(lián)系。消防系統(tǒng)控制盤(pán)、外圍設(shè)備之間多通過(guò)RS232、RS485等傳輸協(xié)議與接口完成數(shù)據(jù)通信，同時(shí)以光纖或RS485、RJ45等傳輸方式與中央系統(tǒng)完成現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)視信號(hào)及中央系統(tǒng)控制數(shù)據(jù)信號(hào)的傳輸。對(duì)設(shè)備的過(guò)電壓保護(hù)，應(yīng)重點(diǎn)由以下幾方面(fngmin)著手：（1）站區(qū)現(xiàn)場(chǎng)線(xiàn)路的合理布線(xiàn)，包括采取完善的屏蔽措施；（2）完善中心控制機(jī)房的設(shè)備等電位連接及進(jìn)出線(xiàn)在出入口處的等電位

25、連接；（3）低壓電源及直流電源按電源過(guò)電壓保護(hù)的原則安裝保護(hù)水平與系統(tǒng)設(shè)備相適應(yīng)的并聯(lián)型SPD，避免選擇串聯(lián)型產(chǎn)品，防止SPD故障造成系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備供電中斷；（4）在弱電通信的主要設(shè)備的各通信接口處安裝通信協(xié)議、接口類(lèi)型與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備相符的信號(hào)SPD，如LEO-S-RS232、LEO-S-485DC、以太網(wǎng)絡(luò)、專(zhuān)線(xiàn)電話(huà)等類(lèi)型的產(chǎn)品。特別是作為核心設(shè)備的中央系統(tǒng)主機(jī)和車(chē)站控制盤(pán)的所有接口均應(yīng)做好對(duì)應(yīng)的過(guò)電壓保護(hù)措施。4.4、環(huán)境(hunjng)及設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)（BAS）環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)是在車(chē)站站廳、站臺(tái)、隧道、設(shè)備間、管理工作區(qū)等處控制全線(xiàn)車(chē)站及區(qū)間的環(huán)境控制，以及其它機(jī)電設(shè)備安全、高效、協(xié)調(diào)的運(yùn)行，保證地鐵

26、車(chē)站及區(qū)間環(huán)境的良好舒適(shsh)，產(chǎn)生最佳的節(jié)能效果，并在突發(fā)事件（如火災(zāi)）時(shí)指揮環(huán)控設(shè)備轉(zhuǎn)向特定模式，為地鐵乘車(chē)環(huán)境提供安全保證的自動(dòng)化系統(tǒng)。一套完整的BAS系統(tǒng)主要可以完成(wn chng)以下功能：（1）監(jiān)控并協(xié)調(diào)全線(xiàn)各車(chē)站及OCC大樓通風(fēng)空調(diào)設(shè)備、冷水系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行。（2）監(jiān)控并協(xié)調(diào)全線(xiàn)區(qū)間隧道通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行。（3）對(duì)車(chē)站機(jī)電設(shè)備故障進(jìn)行報(bào)警，統(tǒng)計(jì)設(shè)備累積運(yùn)行時(shí)間。（4）對(duì)全線(xiàn)環(huán)境參數(shù)（溫、濕度）及水系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)、分析及報(bào)警。（5）接收地鐵防災(zāi)系統(tǒng)（FAS系統(tǒng)）火災(zāi)接收?qǐng)?bào)警信息并觸發(fā)BAS系統(tǒng)的災(zāi)害運(yùn)行模式，控制環(huán)控設(shè)備按災(zāi)害模式運(yùn)行。（6）通過(guò)與信號(hào)ATS接口接收區(qū)間

27、堵車(chē)信息，控制相關(guān)環(huán)控設(shè)備執(zhí)行相應(yīng)命令。（7）緊急狀況下，可通過(guò)車(chē)站模擬屏控制環(huán)控設(shè)備執(zhí)行相關(guān)命令。（8）監(jiān)視全線(xiàn)各站及隧道區(qū)間給排水、自動(dòng)扶梯等機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。（9）管理資料并定期打印報(bào)表。（10）與主時(shí)鐘接口，保證BAS系統(tǒng)時(shí)鐘同步。系統(tǒng)中央級(jí)工作站與車(chē)站級(jí)工作站之間依靠以太網(wǎng)絡(luò)主干線(xiàn)光纜傳輸，車(chē)站內(nèi)部及中央工作站內(nèi)部的控制采取ControlNET光纖環(huán)網(wǎng)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信。系統(tǒng)內(nèi)溫度、通風(fēng)、空調(diào)、給排水等一系列現(xiàn)場(chǎng)控制單元（PLC）與車(chē)站工作站主機(jī)間通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸及工業(yè)通信傳輸協(xié)議完成信息數(shù)據(jù)的采集與控制的實(shí)現(xiàn)。在過(guò)電壓防護(hù)方面，重點(diǎn)對(duì)工作站的主機(jī)做好電源方面的保護(hù)，同時(shí)在機(jī)房?jī)?nèi)做好等電位

28、處理。在控制設(shè)備單元處做好電源防護(hù)（包括低壓交流和直流），確保電源的過(guò)電壓保護(hù)水平低于設(shè)備耐沖擊電壓水平的80%；各設(shè)備的傳輸電信號(hào)接口需按接口類(lèi)型、傳輸協(xié)議、電壓等級(jí)的不同選用信號(hào)類(lèi)SPD，主要是RS485、RS232、以太網(wǎng)等類(lèi)型的產(chǎn)品(chnpn)；PLC等現(xiàn)場(chǎng)控制單元的保護(hù)接地端子、SPD的保護(hù)地線(xiàn)等與現(xiàn)場(chǎng)接地系統(tǒng)做好等電位連接；現(xiàn)場(chǎng)控制單元與各操作機(jī)構(gòu)、傳感器之間的通信線(xiàn)使用屏蔽線(xiàn)或穿金屬管布線(xiàn)的施工工藝，加強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。4.5、視頻監(jiān)控(jin kn)系統(tǒng)（CCTV）視頻監(jiān)控系統(tǒng)是軌道交通車(chē)站治安防范及緊急事件處理的重要(zhngyo)信息來(lái)源，系統(tǒng)將車(chē)站內(nèi)外各重點(diǎn)安全防護(hù)的

29、位置圖像以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的方式傳輸至車(chē)站監(jiān)控中心，并在系統(tǒng)中進(jìn)行記錄，同時(shí)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂浦行?。監(jiān)控系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：前端圖像采集設(shè)備（各種類(lèi)型攝像機(jī)）、視頻矩陣、硬盤(pán)錄像機(jī)、控制臺(tái)、視頻監(jiān)控墻、傳輸回路等。其中，除前端圖像采集設(shè)備外，其他系統(tǒng)設(shè)備集中于車(chē)站監(jiān)控機(jī)房?jī)?nèi)。前端攝像機(jī)接口由電源供電線(xiàn)（監(jiān)控機(jī)房集中供電或現(xiàn)場(chǎng)就近取電）、控制線(xiàn)（云臺(tái)或球機(jī)）、視頻信號(hào)線(xiàn)（同軸或雙絞線(xiàn)）組成，可能引入過(guò)電壓的途徑也集中于這幾個(gè)方面，除攝像機(jī)的接地需做好外，重點(diǎn)對(duì)這幾條線(xiàn)路做過(guò)電壓的保護(hù)措施，考慮前端設(shè)備安裝的位置多數(shù)沒(méi)有足夠的安裝空間分別安裝各種類(lèi)型的SPD，可選用視頻監(jiān)控專(zhuān)用的多合一保護(hù)產(chǎn)品集中對(duì)攝

30、像機(jī)端口完成保護(hù)，如LEO-S-BNC+2。監(jiān)控主機(jī)房?jī)?nèi)的保護(hù)重點(diǎn)在于機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)備的等電位連接和電源的多級(jí)保護(hù)措施的基礎(chǔ)上對(duì)站廳內(nèi)接入的控制線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)按其類(lèi)型選用信號(hào)SPD產(chǎn)品做好過(guò)電壓的防護(hù)。如控制線(xiàn)選用RS485電涌保護(hù)器，信號(hào)線(xiàn)選用同軸BNC接口或以太網(wǎng)RJ45接口的保護(hù)器等。對(duì)于信號(hào)集中的硬盤(pán)錄像機(jī)或視頻矩陣，可選用多個(gè)端口集成的機(jī)架式保護(hù)器，如LEO-SH24/BNC75。監(jiān)控系統(tǒng)與專(zhuān)用傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)間的通信線(xiàn)選用與傳輸速率、接口等參數(shù)相匹配的信號(hào)保護(hù)產(chǎn)品，主要是百兆或千兆以太網(wǎng)保護(hù)器。4.6、警用與民用通信系統(tǒng)軌道交通中的通信系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)內(nèi)外通信以及所有信息向控制中心、

31、其他各站之間完成互通的核心系統(tǒng)，可以說(shuō)沒(méi)有一個(gè)完善、可靠的通信系統(tǒng)就不可能實(shí)現(xiàn)軌道交通高速(o s)、安全運(yùn)轉(zhuǎn)的目的?，F(xiàn)代軌道交通通信系統(tǒng)通常采用的是以光傳輸為載體的自愈環(huán)網(wǎng)，它將控制中心、車(chē)站、線(xiàn)路中心、車(chē)輛段等系統(tǒng)組成部分相互連接成為一個(gè)整體系統(tǒng)。光纜環(huán)網(wǎng)在過(guò)電壓保護(hù)方面除盡量埋地敷設(shè)以及對(duì)光纜金屬芯和護(hù)層做好絕緣或接地處理外，并不需要針對(duì)光纜做特殊的保護(hù)，僅在少數(shù)雷電災(zāi)害嚴(yán)重、雷暴強(qiáng)度大的空曠地區(qū)考慮在埋地的光纜上方增加排流線(xiàn)的方式(fngsh)加強(qiáng)保護(hù)效果。在通信(tng xn)系統(tǒng)中，主要包括網(wǎng)絡(luò)通信、語(yǔ)音通信、數(shù)據(jù)傳輸、移動(dòng)通信等，針對(duì)不同的通信方式，應(yīng)采取相對(duì)應(yīng)的過(guò)電壓保護(hù)措施。

32、網(wǎng)絡(luò)通信：主要是在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心設(shè)備各層交換機(jī)處以及重要的現(xiàn)場(chǎng)終端設(shè)備處采取過(guò)電壓保護(hù)措施，做好等電位連接和端口的過(guò)電壓保護(hù)。語(yǔ)音和數(shù)據(jù)通信：對(duì)地鐵調(diào)度電話(huà)系統(tǒng)、公務(wù)/專(zhuān)用電話(huà)系統(tǒng)等語(yǔ)音系統(tǒng)的核心設(shè)備程控交換機(jī)和重要的專(zhuān)線(xiàn)電話(huà)、傳真機(jī)等安裝電話(huà)系統(tǒng)專(zhuān)用的配線(xiàn)架式過(guò)電壓保護(hù)器或單線(xiàn)過(guò)電壓保護(hù)器，同時(shí)將系統(tǒng)中不使用的空線(xiàn)對(duì)在配線(xiàn)架處做好接地處理，有條件的采取屏蔽措施降低感應(yīng)過(guò)電壓的強(qiáng)度。移動(dòng)通信：由于無(wú)線(xiàn)信號(hào)無(wú)法穿透大地到達(dá)地下，移動(dòng)通信通常以光纜或微波的方式將通信信號(hào)接入地下車(chē)站（地面站及地面其他單位不需單獨(dú)接入），通信系統(tǒng)由移動(dòng)交換機(jī)、基站、中繼器、漏泄同軸電纜、車(chē)載臺(tái)、便攜臺(tái)和有線(xiàn)傳輸通道組

33、成，在地下車(chē)站及隧道中的傳播采用漏泄電纜，車(chē)站站廳則利用室內(nèi)天線(xiàn)，過(guò)電壓保護(hù)的重點(diǎn)是對(duì)基站、固定臺(tái)、交換機(jī)等固定設(shè)備的電源及饋線(xiàn)、信號(hào)接口加裝過(guò)電壓保護(hù)裝置：在電源部分采用交流多級(jí)保護(hù)、直流電源保護(hù)措施使設(shè)備供電端口不受過(guò)電壓的沖擊，在交換機(jī)、固定臺(tái)的饋線(xiàn)接口前安裝饋線(xiàn)接口、頻率、帶寬與系統(tǒng)匹配的饋線(xiàn)保護(hù)器（如LEO-M系列）等。同時(shí)，在設(shè)備所在機(jī)房?jī)?nèi)做好設(shè)備的等電位連接處理。4.7、乘客信息系統(tǒng)（PIS）乘客信息系統(tǒng)是依托多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為核心，以車(chē)站和車(chē)載顯示終端為媒介(miji)向乘客提供信息的系統(tǒng)，它是集現(xiàn)代多媒體顯示(xinsh)、視頻廣播、多媒體廣告等多種技術(shù)手段為一休

34、的系統(tǒng)，可以通過(guò)從軌道交通相關(guān)的系統(tǒng)中自動(dòng)取得信息，并根據(jù)不同的環(huán)境特點(diǎn)在不同的位置(wi zhi)顯示不同的信息內(nèi)容從控制功能上分可分為信息源、中心播出控制層、車(chē)站播出控制層和車(chē)站播出設(shè)備四部分，通過(guò)綜合網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)或無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)傳輸信息數(shù)據(jù)，其中，中心播出控制層通過(guò)綜合主干網(wǎng)（環(huán)網(wǎng)）將數(shù)據(jù)傳輸至車(chē)站，通過(guò)車(chē)站的播出控制層對(duì)信息進(jìn)行分類(lèi)并在不同的信息顯示點(diǎn)顯示，在車(chē)站查詢(xún)系統(tǒng)中還可通過(guò)控制觸摸屏達(dá)到人機(jī)互動(dòng)；數(shù)據(jù)還通過(guò)無(wú)線(xiàn)集群系統(tǒng)以無(wú)線(xiàn)的形式向列車(chē)中傳輸信息，通過(guò)列車(chē)的車(chē)載控制系統(tǒng)在車(chē)廂內(nèi)的顯示屏上顯示出有關(guān)信息。對(duì)系統(tǒng)的過(guò)電壓保護(hù)重點(diǎn)在于控制中心、車(chē)站的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)與系統(tǒng)設(shè)備間的電接口的過(guò)電壓防護(hù)，無(wú)

35、線(xiàn)集群系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)收發(fā)天線(xiàn)饋線(xiàn)與設(shè)備的接口保護(hù)。同時(shí)，按電源供電系統(tǒng)的保護(hù)原則對(duì)電源部分安裝適當(dāng)?shù)腟PD，系統(tǒng)設(shè)備安裝時(shí)做好等電位接地處理。4.8、列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)（ATC）列車(chē)運(yùn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)ATC主要由列車(chē)自動(dòng)防護(hù)子系統(tǒng)ATP、列車(chē)自動(dòng)駕駛子系統(tǒng)ATO、列車(chē)自動(dòng)監(jiān)控子系統(tǒng)ATS組成。系統(tǒng)是ATC系統(tǒng)的核心，是安全行車(chē)的有力保障，通過(guò)各種傳感器、信號(hào)接收裝置對(duì)行車(chē)信號(hào)的處理完成對(duì)車(chē)輛速度、停車(chē)及車(chē)門(mén)的控制。它由車(chē)載裝置、地面裝置和傳輸通道組成，地面裝置主要由軌旁設(shè)備、ATS運(yùn)行控制中心、聯(lián)鎖計(jì)算機(jī)和用于無(wú)線(xiàn)通信的軌旁通信控制單元組成，車(chē)載裝置與地面裝置間通過(guò)無(wú)線(xiàn)電信號(hào)傳輸控制信號(hào)。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)“地對(duì)車(chē)的控制”，由控制中心發(fā)出指令自動(dòng)完成對(duì)列車(chē)的控制，使列車(chē)按最佳的工況正點(diǎn)、安全、平穩(wěn)運(yùn)行，在正常情況下實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的自動(dòng)駕駛，提高列車(chē)運(yùn)行效率。系統(tǒng)是監(jiān)督和控制列車(chē)按運(yùn)行圖運(yùn)行，使列車(chē)運(yùn)行最佳化和穩(wěn)定化的控制系統(tǒng)。ATS系統(tǒng)由基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)備、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和車(chē)載設(shè)備組成。對(duì)整套ATC系統(tǒng)(xtng)的安全防護(hù)重點(diǎn)在于對(duì)各子系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備及與之相連接的機(jī)房設(shè)備的端口過(guò)電壓保