屏蔽门门体绝缘及站台绝缘的探讨
摘 要：介绍了目前国内地铁屏蔽门门体绝缘和站台绝缘现状及存在问题，指出造成屏蔽门门体绝缘与站台绝缘不合格的原因，并提出了相应的解决措施。
关键词：地铁；屏蔽门；门体绝缘；站台绝缘；运营安全
根据GB50157-2003《地铁设计规范》的相关要求，列车进站时，轨道和列车车体的对地电压会升至90～130 V，为了避免乘客触电的危险，屏蔽门门体需要与轨道进行等电位连接，并将屏蔽门整侧门体与土建结构进行绝缘处理；同时在屏蔽门站台侧2 000 mm范围内地面进行绝缘处理。目前，工程上采用屏蔽门立柱与土建结构上下绝缘固定连接后再与轨道进行等电位连接方案，要求站台绝缘区域的地面绝缘，二者是相辅相成的不可分割的统一整体，都是保证乘客人身安全的基本条件。
1 屏蔽门门体绝缘和站台绝缘的现状
1.1 门体绝缘
目前，屏蔽门的门体绝缘不合格是行业内的普遍现象。外界环境因素对门体绝缘指标影响非常大，主要体现在：设备安装施工期间，各个专业物料堆放、装修专业水泥砂浆的流淌、供水专业打压漏水、偶尔的水管跑水等各种可控或不可控的情况都会影响和破坏屏蔽门门体绝缘；环境温度、湿度变化导致门体绝缘失效。如果在门体绝缘不合格的情况下进行轨道等电位连接，相当于人为制造了一个杂散电流通路，接触网上的电流会有很大一部分顺着这个通路流掉，不仅增加运营电费成本，还会加快车站主体结构钢筋的电化腐蚀，导致车站的主体土建结构强度大大降低，甚至有主体结构垮塌的可能，危害十分巨大。
目前，屏蔽门生产厂家基本上采用在门体结构上部与轨顶风道梁连接件、下部与站台板连接件中加入绝缘垫片和绝缘衬套的形式来实现门体与土建结构的绝缘。绝缘衬套基本为硅树脂玻璃层压布板或聚对苯二甲酸丁二醇脂加工而成，绝缘垫片的基本材料为聚酯薄膜，以上绝缘材料的电击穿强度为2.3 kV/mm，绝缘电阻为1×1 014 Ω。这些绝缘材料在清洁、干燥的可控环境下都是很好的绝缘材料，但在地铁车站的环境下很难保证绝缘效果，这是由于地铁车站的环境温、湿度变化非常大，灰尘多，凝结在绝缘套、绝缘垫片表面的湿气、灰尘与被绝缘隔离开的金属构件表面的湿气、灰尘连成一片，湿气、灰尘的导体作用使得绝缘失效。
1.2 站台绝缘
(1）防水膜绝缘方案。在站台结构垫层上敷设防水膜实现站台区域绝缘。经过国内地铁的实践证明，该方案只是理论上有绝缘效果，由于材料选择、施工方法和施工工艺等一系列原因，很难保证站台绝缘区域达到绝缘要求，目前，该种方案已被淘汰。
(2）橡胶地板绝缘方案。在站台铺设橡胶地板（防火等级为B级）实现站台区域绝缘。橡胶地板直接敷设在与乘客接触的站台表面，受环境温度的影响小，只要保持表面清洁干燥，绝缘效果明显。但存在安全隐患，按照GB 50222—95(2001 年修订版)《地下建筑消防设计规范要求》，地下公共建筑的表面装饰材料必须达到防火A级，而橡胶地板的防火等级最高是B级，如果一旦车站发生火灾，橡胶地板会遇火燃烧，释放出有毒烟雾，给运营安全带来极大危害。目前，橡胶地板的敷设宽度基本在600～900 mm之间，没有达到（GB50157-2003）《地铁设计规范》中站台绝缘带宽2 000 mm的要求，乘客被电击的几率会大大增加，易造成乘客或司乘人员的伤亡事故；橡胶地板与非绝缘区域的装饰石材存在色差、材质软硬的差别，影响整个车站的装修效果；另外，橡胶地板的寿命比石材短，需要后期运营期间定期更换，增加运营成本，且影响运营效率。
2 门体绝缘解决措施
2.1 绝缘垫片和绝缘套部位的补救措施
在门体立柱底座及立柱上部的绝缘套和绝缘垫片部位进行辅助性绝缘防护，清理干净以上部位后在该部位不小于300 mm范围内的绝缘件及金属构件表面涂刷或喷涂复合绝缘树脂以增加绝缘区域的爬电距离，提高抗温度、湿度变化及灰尘污染的能力。
2.2 门体金属部位的绝缘措施
在门体立柱底座及立柱上部绝缘不合格或绝缘阻值不稳定的情况下，在司乘人员能够接触到屏蔽门的所有金属部位表面涂刷或喷涂上改性复合绝缘树脂（图1绿色部位所示），使其表面具有绝缘性，也是有效的门体绝缘防护措施。涂覆在门体金属表面的绝缘树脂与不锈钢或铝合金表面可靠粘结；绝缘材料中不含铅、镉、六价铬、汞等受限制化学物质，固化成膜后对环境无危害；固化后的绝缘层形成弹性体，表面具有一定的弹性和自修复性能，并有良好的防腐、耐酸碱性能；不锈钢或铝合金表面涂刷绝缘层成膜厚度为0.2～0.3 m m；绝缘树脂在不锈型钢或铝合金表面涂刷固化后呈高透明状态，能透出金属的本色，不影响屏蔽门的外观；涂刷绝缘树脂后，绝缘层实测绝缘电阻≥0.5MΩ，绝缘层在其寿命期限内绝缘性能未降低（寿命不得低于10年）。
通过以上的绝缘防护补救措施，可以基本上弥补门体绝缘不合格引起的安全隐患和杂散电流危害。
3 站台绝缘解决措施
3.1 环氧树脂涂刷方案
在站台绝缘区域水泥基面上采用三油两布或四油三布的工艺制作出一个环氧的绝缘层，然后在上面用半干砂浆铺贴装饰石材。目前，有几条地铁线路采用此方案后，车站站台绝缘值基本为0，绝缘值未能达到≥0.5 MΩ。环氧树脂固化后是脆性材料，大面积涂刷时会产生漏点（图2），一个细微漏点就会造成整个绝缘区域失效，而且涂刷施工周期长、固化慢、对水泥基面要求高、防护困难，对车站后期工期影响较大。环氧树脂自身的脆性也会引起涂刷合格的部位产生开裂、脱层、大面积脱落等现象（图3）。另外，环氧树脂中的有机溶剂挥发，对施工人员的伤害很大，而且还容易引起火灾。
3.2 绝缘石材方案和陶瓷绝缘地板方案
绝缘石材方案是在装饰石材的背面覆盖上绝缘材料，用绝缘胶粘贴到地面上。陶瓷绝缘地板本身就是绝缘体。但这2个方案难以实施，主要有以下几个方面原因。
(1）需要单独占用作业面和施工时间对站台板基面做细致处理、做自流平层等，这在后期地铁工期极其紧张的情况下，与其他专业交叉作业，很难满足施工质量。
(2）石材间的缝隙、陶瓷地板间的缝隙不可能完全用绝缘胶填充满，一旦有缝隙和漏点就会引起绝缘失效，这是致命弱点。
(3）不可能在铺贴完成的石材或陶瓷地板上进行灌水检测，施工过程中无法真正有效地监测施工质量。
(4）工程造价高。
(5）陶瓷绝缘地板图案与非绝缘区域的装饰石材存在色差、材质软硬的差别，影响整个车站的装修效果。
3.3 暗敷槽式复合绝缘树脂方案
在站台绝缘区域内的装饰石材半干粘接砂浆下敷设事先预制好的，由复合绝缘树脂构成的整体绝缘槽模块，在绝缘槽内进行石材铺贴作业，然后再用密封胶收口。该方案既能满足站台绝缘要求和消防防火等级要求，又大大简化了安装施工工艺，同时便于运营维护。暗敷槽式复合绝缘树脂方案结构剖面见图4。
站台绝缘带施工流程如下。
(1）在站台绝缘区域测量放线，标定出每个独立绝缘单元的标号及相对应绝缘槽的安装位置。
(2）安装绝缘层与门槛（包括端门门槛）间绝缘挡板。安装挡板的目的是为了防止在制作水泥砂浆找平层时，有水泥沙子流淌到门槛下面破坏门体的绝缘。如果站台板结构面很平整，装修专业不需要制作找平层时，就不需要安装绝缘挡板。
(3）装修专业在有变形缝的车站安装变形缝组件，可以和安装绝缘挡板同步进行。
(4）装修专业制作找平层，找平层2 000 mm长度内平整度不大于±4 mm。
(5）把绝缘槽整体安装在标定区域内并检测绝缘阻值。绝缘槽安装到标定位置后，对绝缘槽进行绝缘阻值检测，用500 VDC兆欧表一端连接结构地，另一端连接绝缘槽内底面检测每个检测点，当地绝缘电阻≥0.5 MΩ时，表示合格。
(6）装修专业在绝缘槽内铺贴饰面层及绝缘检测。对铺贴完石材的绝缘区域进行检测，用500VDC兆欧表一端连接结构地，另一端连接绝缘区域内的装饰石材表面上，检测每个检测点，当地绝缘电阻≥0.5 MΩ时，表示合格。
(7）接口位置绝缘层立边裁剪、打胶及检测验收。把接口位置绝缘槽边缘和挡板裁剪至低于装饰石材上表面5 mm±2 mm；清理干净各处接口位置，并用吸尘器对接口位置彻底吸清；再检测一次绝缘阻值后进行接口位置打胶密封；工程各方对绝缘带进行检测验收。
暗敷槽式复合绝缘树脂方案有以下特点。
(1）施工周期短，绝缘层施工不单独占用施工时间和施工场地，工程质量全程控制。
(2）施工工艺简单，对环境基面要求低，不受站台整体坡度限制，材料易防护。
(3）绝缘区分段施工,方便检测和防护。
(4）绝缘区与非绝缘区装修风格一致，接口打胶绝缘处理，对其他专业无影响。
(5）绝缘层暗敷水泥结构中，绝缘区域系统防火等级达到A级，无任何消防隐患。
(6）站台表面装饰石材美观一致。
(7）绝缘寿命30年以上。目前，多条地铁线路都采用了此方案，各个车站投入运营后，站台绝缘阻值都达到了≥0.5 MΩ的设计要求。
参考文献
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