地鐵車站綜合接地系統方案

高 晗

地鐵車站綜合接地系統方案

高 晗

地鐵車站電氣設備種類多數量大，保護人身安全和設備的正常運行，接地系統在地鐵設計中擔任重要的角色。為研究接地系統在地鐵車站設計中的實際運用，本文對地鐵的接地系統進行了分析，通過對接地形式、接地材料、接地設備的選擇，針對地鐵車站各電氣設備的接地要求，提出了一種合理的適用于地鐵車站的接地方案。

接地系統概述。接地系統是保證電力系統安全運行的基本條件。接地電阻是接地系統的重要指標，也是測量接地系統效率及安全性的參數。接地系統可以保障人和設備的安全。地鐵車站設置綜合接地裝置（接地網），所有帶電設備的金屬外殼、地下金屬管線均與接地網相連接，接地系統的設計應同時滿足強、弱電設備接地、保護接地、防雷接地的要求，接地電阻一般情況下不大于0.5Ω，困難時不大于1Ω。

接地電阻測量。由于土壤電阻率數據的不均勻性和土壤電阻率數據等因素，接地電阻值必須在接地系統構建后通過現場試驗進行檢查。測量接地電阻的測量方法有點位降法、直線法和夾角法。由于地鐵施工的階段性進行特點，為確保電力的安全運行，應在每個階段性施工結束后，根據接地系統的實際情況，對已竣工部分的接地網測量實時的接地電阻，并以此數據為依據，合理地推算出整個接地網的接地電阻值。

降低接地電阻措施。高土壤電阻率地區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、降阻劑法和敷設水下接地網法。

地鐵設計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，而不能采用化學降阻劑，所采用降阻劑應確保其填充材料不會加速接地裝置的腐蝕和其自身的熱穩定，并能夠用于地下結構而不會污染地下水。

地鐵綜合接地系統設計。低壓系統的接地形式分為TN系統、TT系統、IT系統。其中TN-S系統的N線和PE線是分開的，適用于設有變電所的建筑的電氣裝置，地鐵車站采用TN-S接地保護系統，動力設備的外露可導電部分均與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。工程設計上應盡量利用自然接地網。人工接地極一般采用水平和垂直敷設的圓鋼、扁鋼、角鋼、鋼管等，在地鐵綜合接地系統中使用銅帶做接地極。

人工接地網由水平接地體、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。本方案中接地網的敷設在站臺底板墊層下0.7～0.8米，接地引出線共設二組，每組接地引出線為三根，其中一根為備用。P1～P3為變電所強電設備接地引出線，P4～P6為弱電設備接地引出線。強弱電引出線的距離應滿足沿接地導體的距離不小于20米。接地引上線位于站臺板下夾層內，與電纜井相鄰，或位于站臺層強、弱電設備用房下電纜夾層內，應避開軌底風道、結構墻及軌道等。

接地網平面布置示意圖

綜合接地系統概念圖

本概念圖包括變電所強電設備接地母排（PCE）、車站金屬管線接地母排（PSCE）、弱電設備接地母排 （WCE）、各室的弱電接地母排的設計及配線。車站設強弱電設備接地引出線，強弱電設備接地母排及金屬管線接地母排。在通風空調電控室室等弱電設備用房設置弱電接地母排。弱電設備接地母排（WCE）設置在車站站臺板夾層內，用電纜分別與弱電接地網引上線（P4、P5）連接，弱電設備接地母排應靠近弱電接地網引上線，各弱電母排之間采用電纜進行連接。變電所強電設備接地母排（PCE）用電纜與接地網引上線（P1、P2）連接。車站金屬管線接地母排（PSCE）設于車站站臺板夾層內，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位置，金屬管線到接地母排之間采用電纜進行連接。綜合接地裝置接地網設置在車站主體站臺板下方，接地引出點位置應便于電纜接線。另外，為防止過大的電位差引發的故障電流對人體造成傷害，應將車站主體結構鋼筋預埋連接板與人工接地網的接地母排連接構成車站的總等電位聯結，在衛生間等潮濕環境還應進行局部等電位聯結。

地鐵車站綜合系統方案的設計應首先保障人身安全，以滿足防雷接地的出發點考慮，本文提出了一種適用于地鐵車站的具體接地網系統方案，高土壤電阻率地區采用降阻劑的措施，通過水平和垂直接地體搭建人工接地網，人工接地網與自然接地網相結合。接地設計中應根據車站的特點進行合理的接地布置，節約投資降低造價。

（作者單位：中交（西安）鐵道設計研究院）