高 晗

地鐵車站綜合接地系統(tǒng)方案

高 晗

地鐵車站電氣設(shè)備種類多數(shù)量大，保護(hù)人身安全和設(shè)備的正常運(yùn)行，接地系統(tǒng)在地鐵設(shè)計(jì)中擔(dān)任重要的角色。為研究接地系統(tǒng)在地鐵車站設(shè)計(jì)中的實(shí)際運(yùn)用，本文對(duì)地鐵的接地系統(tǒng)進(jìn)行了分析，通過對(duì)接地形式、接地材料、接地設(shè)備的選擇，針對(duì)地鐵車站各電氣設(shè)備的接地要求，提出了一種合理的適用于地鐵車站的接地方案。

接地系統(tǒng)概述。接地系統(tǒng)是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的基本條件。接地電阻是接地系統(tǒng)的重要指標(biāo)，也是測(cè)量接地系統(tǒng)效率及安全性的參數(shù)。接地系統(tǒng)可以保障人和設(shè)備的安全。地鐵車站設(shè)置綜合接地裝置（接地網(wǎng)），所有帶電設(shè)備的金屬外殼、地下金屬管線均與接地網(wǎng)相連接，接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)同時(shí)滿足強(qiáng)、弱電設(shè)備接地、保護(hù)接地、防雷接地的要求，接地電阻一般情況下不大于0.5Ω，困難時(shí)不大于1Ω。

接地電阻測(cè)量。由于土壤電阻率數(shù)據(jù)的不均勻性和土壤電阻率數(shù)據(jù)等因素，接地電阻值必須在接地系統(tǒng)構(gòu)建后通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行檢查。測(cè)量接地電阻的測(cè)量方法有點(diǎn)位降法、直線法和夾角法。由于地鐵施工的階段性進(jìn)行特點(diǎn)，為確保電力的安全運(yùn)行，應(yīng)在每個(gè)階段性施工結(jié)束后，根據(jù)接地系統(tǒng)的實(shí)際情況，對(duì)已竣工部分的接地網(wǎng)測(cè)量實(shí)時(shí)的接地電阻，并以此數(shù)據(jù)為依據(jù)，合理地推算出整個(gè)接地網(wǎng)的接地電阻值。

降低接地電阻措施。高土壤電阻率地區(qū)降低接地電阻的措施有外引接地、井式或深鉆式接地極、換土法、降阻劑法和敷設(shè)水下接地網(wǎng)法。

地鐵設(shè)計(jì)上采取換土法或降阻劑法，其中降阻劑法要求采用純物理性降阻劑，而不能采用化學(xué)降阻劑，所采用降阻劑應(yīng)確保其填充材料不會(huì)加速接地裝置的腐蝕和其自身的熱穩(wěn)定，并能夠用于地下結(jié)構(gòu)而不會(huì)污染地下水。

地鐵綜合接地系統(tǒng)設(shè)計(jì)。低壓系統(tǒng)的接地形式分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)、IT系統(tǒng)。其中TN-S系統(tǒng)的N線和PE線是分開的，適用于設(shè)有變電所的建筑的電氣裝置，地鐵車站采用TN-S接地保護(hù)系統(tǒng)，動(dòng)力設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均與PE線可靠連接接地。接地裝置分為自然接地極與人工接地極，自然接地極如建筑物的鋼筋混凝土基礎(chǔ)。工程設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量利用自然接地網(wǎng)。人工接地極一般采用水平和垂直敷設(shè)的圓鋼、扁鋼、角鋼、鋼管等，在地鐵綜合接地系統(tǒng)中使用銅帶做接地極。

人工接地網(wǎng)由水平接地體、垂直接地體、及地鐵專用整體型接地引出裝置等部分組成。水平接地體和垂直接地體可分別采用紫銅排和紫銅管。本方案中接地網(wǎng)的敷設(shè)在站臺(tái)底板墊層下0.7～0.8米，接地引出線共設(shè)二組，每組接地引出線為三根，其中一根為備用。P1～P3為變電所強(qiáng)電設(shè)備接地引出線，P4～P6為弱電設(shè)備接地引出線。強(qiáng)弱電引出線的距離應(yīng)滿足沿接地導(dǎo)體的距離不小于20米。接地引上線位于站臺(tái)板下夾層內(nèi)，與電纜井相鄰，或位于站臺(tái)層強(qiáng)、弱電設(shè)備用房下電纜夾層內(nèi)，應(yīng)避開軌底風(fēng)道、結(jié)構(gòu)墻及軌道等。

接地網(wǎng)平面布置示意圖

綜合接地系統(tǒng)概念圖

本概念圖包括變電所強(qiáng)電設(shè)備接地母排（PCE）、車站金屬管線接地母排（PSCE）、弱電設(shè)備接地母排 （WCE）、各室的弱電接地母排的設(shè)計(jì)及配線。車站設(shè)強(qiáng)弱電設(shè)備接地引出線，強(qiáng)弱電設(shè)備接地母排及金屬管線接地母排。在通風(fēng)空調(diào)電控室室等弱電設(shè)備用房設(shè)置弱電接地母排。弱電設(shè)備接地母排（WCE）設(shè)置在車站站臺(tái)板夾層內(nèi)，用電纜分別與弱電接地網(wǎng)引上線（P4、P5）連接，弱電設(shè)備接地母排應(yīng)靠近弱電接地網(wǎng)引上線，各弱電母排之間采用電纜進(jìn)行連接。變電所強(qiáng)電設(shè)備接地母排（PCE）用電纜與接地網(wǎng)引上線（P1、P2）連接。車站金屬管線接地母排（PSCE）設(shè)于車站站臺(tái)板夾層內(nèi)，用電纜與變電所接地母排（PCE）連接，位置在便于連接給排水管道和電纜橋架等的適當(dāng)位置，金屬管線到接地母排之間采用電纜進(jìn)行連接。綜合接地裝置接地網(wǎng)設(shè)置在車站主體站臺(tái)板下方，接地引出點(diǎn)位置應(yīng)便于電纜接線。另外，為防止過大的電位差引發(fā)的故障電流對(duì)人體造成傷害，應(yīng)將車站主體結(jié)構(gòu)鋼筋預(yù)埋連接板與人工接地網(wǎng)的接地母排連接構(gòu)成車站的總等電位聯(lián)結(jié)，在衛(wèi)生間等潮濕環(huán)境還應(yīng)進(jìn)行局部等電位聯(lián)結(jié)。

地鐵車站綜合系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)應(yīng)首先保障人身安全，以滿足防雷接地的出發(fā)點(diǎn)考慮，本文提出了一種適用于地鐵車站的具體接地網(wǎng)系統(tǒng)方案，高土壤電阻率地區(qū)采用降阻劑的措施，通過水平和垂直接地體搭建人工接地網(wǎng)，人工接地網(wǎng)與自然接地網(wǎng)相結(jié)合。接地設(shè)計(jì)中應(yīng)根據(jù)車站的特點(diǎn)進(jìn)行合理的接地布置，節(jié)約投資降低造價(jià)。

（作者單位：中交（西安）鐵道設(shè)計(jì)研究院）