地鐵特殊情形車站接地網方案設計

田聰聰，吳根平，王宇琦，孫現偉，韓錦星，萬玉蘇

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地鐵特殊情形車站接地網方案設計

田聰聰，吳根平，王宇琦，孫現偉，韓錦星，萬玉蘇

針對地鐵換乘節點、變電所偏離車站主體等特殊情形車站，結合實際工程，分析比較多種情況下的接地網設計方案，提出合理的特殊情形車站接地網設計方案。

地鐵；換乘節點；接地網

0 引言

近年來，全國城市軌道交通建設快速發展，工程設計周期縮短，設計人員在進行設計時大多借鑒先前的經驗，較少對設計內容本身及特殊情形進行深入思考和研究。本文主要針對地鐵換乘節點、變電所偏離車站主體等特殊情形下車站的接地網設計方案進行探討。

1 地鐵車站接地設計

地鐵車站接地設計的目的是為了保證人身安全、設備安全及運營可靠性，應同時考慮變電所供電設備、車站機電設備、通信信號等弱電設備、非電氣連接的金屬管道及金屬構件等的接地要求。相關規定要求地鐵車站接地網的接地電阻值應不大于1W。車站接地網應覆蓋車站站臺層所有附屬房間，一個標準車站需設置3組接地引出線，分別為變電所強電設備接地引出線、弱電設備接地引出線及車站金屬管線接地引出線。各組接地引出線之間的距離應不小于20 m，每組接地引出線為3根，其中1根為備用。

標準車站的接地網平面布置如圖1所示。整個接地裝置由水平接地體、垂直接地體、均壓帶、接地引出線及成套接地引出裝置等部分組成。

圖1中，P1、P2、P3為變電所強電設備接地引出線，P4、P5、P6為弱電設備接地引出線，P7、P8、P9為車站金屬管線接地引出線。接地引出線及其相連接的水平接地體采用50 mm×5 mm銅排，其余水平接地體采用40 mm×4 mm銅排；垂直接地體采用長度為2.5 m的φ50×5銅管。

圖1 標準車站接地網平面布置

2 換乘車站接地網設計方案

地鐵換乘車站較標準車站特殊之處在于換乘站存在換乘節點。一般情況下，地下2層車站先于地下3層車站施工。根據換乘節點處結構施工狀況，換乘節點處接地網設計方案一直存在爭議。目前通常做法是地下2層車站的接地網在換乘節點處斷開，引至電纜夾層內連接，同時在換乘節點處底板墊層下為3層車站接地網預留連接條件。換乘節點處接地網平面布置如圖2所示。

圖2所示車站為鄭州地鐵3、4號線某換乘站，3號線車站為地下2層車站，4號線車站為地下3層車站。3號線接地網被換乘節點分成2段，2段接地網在電纜夾層內連接，同時在換乘節點處為4號線預留接地網連接條件。預留的接地網需要敷設至換乘節點底板端頭，并沿圍護樁上彎，預留至底板上方1 m處，待后期車站開挖后，將端頭恢復，根據需要與3層車站內接地網進行可靠焊接。

圖2 換乘節點處接地網平面布置

該方案可以滿足2個換乘車站的接地要求，但存在以下問題：（1）預留的接地網端頭前期需保存完好，后期施工時容易被破壞；（2）換乘的2個車站通常由不同的設計單位設計，如果2站的施工日期相隔久遠，后期車站設計接地網時，可能會遺忘前期預留條件，造成資源浪費。

為了方便設計與施工，減少與后期車站的交叉配合，本文提出采用換乘節點處接地網始終納入3層車站接地網的方案。以下基于鄭州地鐵3、4號線分別介紹某換乘站地下2層、3層車站接地網設計方案。

2.1 地下2層車站接地網方案

地下2層車站的接地網在換乘節點處分為2段，2段接地網在電纜夾層內連接，接地網敷設示意圖如圖3所示。圖中，3號線車站接地網在換乘節點處斷開，引上至電纜夾層內，通過導體截面為 240 mm2的銅芯電纜或50 mm×5 mm銅排將2段接地網可靠連接，連接點有2處。

2.2 地下3層車站接地網方案

根據換乘節點處施工狀況，如果換乘節點在前期未完成施工或具有敷設接地網條件，則地下3層車站接地網可按照普通標準車站設計；如果換乘節點已在前期施工時完成，換乘節點下方無敷設接地網的條件，則接地網也按照2段設計，2段接地網在電纜夾層內存在2處連接，如圖4所示。圖中4號線接地網被換乘節點分為2部分，在電纜夾層內采用導體截面為240 mm2的銅芯電纜或50 mm× 5 mm銅排將2段接地網可靠連接。

采用該接地網方案的優點是，換乘站的上下2個車站接地網在設計和施工方面均完全獨立，不存在預留問題，而且2個車站的接地網設計方案都相對簡化，地下2層車站直接按照2段接地網設計即可，地下3層車站可根據施工現場的實際情況確定接地網方案是否需要分為2段設計。

圖3 2層車站接地網方案

圖4 3層車站接地網方案

3 變電所偏離車站主體的接地網設計方案

本文所討論的變電所偏離車站主體是指變電所或變電所投影不在車站常規接地網范圍內。如鄭州地鐵4號線某車站，該車站設有停車線，變電所設置在站廳層左端，其下方投影位置為停車線，不在車站常規接地網范圍內。為了滿足車站強電設備接地引出線的位置必須在變電所正下方的要求，變電所下方需敷設接地網。為了滿足這一要求有時需要加大接地網敷設面積，造成資源浪費。經分析研究，在車站內接地網的接地電阻滿足要求的前提下，可在變電所或者變電所投影下方局部敷設小型接地網，并在結構底板下與車站內接地網連接。

如鄭州地鐵4號線某車站，變電所設置在站廳層左端24-28軸位置，其下方投影位置為停車線，車站常規接地網始于36軸。按照常規設計，為了滿足要求，車站接地網需要加長約60 m。通過接地電阻計算，車站內常規接地網的接地電阻已遠遠滿足要求，加長接地網只會造成不必要的資源浪費。此時，接地網可不必延伸到變電所投影位置，僅在變電所投影位置處敷設一個小型接地網，在結構底板下通過銅排與車站接地網可靠連接。考慮到2段接地網距離較遠，出于安全考慮，2段接地網間可設置4處連接點。接地網布置如圖5所示。

圖5 變電所局部接地網布置

圖5中，在變電所投影下方設置局部小型接地網，P1、P2、P3為變電所強電設備接地引出線，通過變電所的供電孔引上至變電所，實現接地母排以最短路徑接地。E1與E5，E2與E6，E3與E7，E4與E8在結構底板下通過50 mm×5 mm銅排可靠連接。

4 結語

本文通過對地鐵換乘車站接地網設計方案的分析研究，提出簡化設計和施工程序的優化接地網設計方案；通過討論變電所偏離車站主體時的車站形式和接地要求，提出合理且節省資源的接地網設計方案。本文旨在積累接地網設計經驗，以期對類似工程的車站接地網設計有所啟發和提供參考。

[1] 郭潤橋. 城市軌道交通車站綜合接地裝置及其施工要點[J]. 電氣化鐵道，2008（5）：47-50.

[2] 康曉月. 太原地鐵2號線綜合接地系統設計[J]. 建筑電氣，2017（4）：53-56.

With regard to the special circumstances that the subway transfer nodes and substations are being deviated from the main structure of station, with connection to the practical engineering, the scheme for OCS earthing network of special circumstances is analyzed, and the scheme for rational design of station earthing network of special circumstances is proposed accordingly.

Subway; transfer node; earthing network

10.19587/j.cnki.1007-936x.2018.05.017

U231.8

B

1007-936X(2018)05-0065-03

2018-03-16

田聰聰.黃河勘測規劃設計有限公司，碩士研究生；

吳根平，王宇琦，孫現偉.黃河勘測規劃設計有限公司，工程師；

韓錦星，萬玉蘇.黃河勘測規劃設計有限公司，助理工程師。