地铁车站综合接地系统方案

高 晗

地铁车站综合接地系统方案

高 晗

地铁车站电气设备种类多数量大，保护人身安全和设备的正常运行，接地系统在地铁设计中担任重要的角色。为研究接地系统在地铁车站设计中的实际运用，本文对地铁的接地系统进行了分析，通过对接地形式、接地材料、接地设备的选择，针对地铁车站各电气设备的接地要求，提出了一种合理的适用于地铁车站的接地方案。

接地系统概述。接地系统是保证电力系统安全运行的基本条件。接地电阻是接地系统的重要指标，也是测量接地系统效率及安全性的参数。接地系统可以保障人和设备的安全。地铁车站设置综合接地装置（接地网），所有带电设备的金属外壳、地下金属管线均与接地网相连接，接地系统的设计应同时满足强、弱电设备接地、保护接地、防雷接地的要求，接地电阻一般情况下不大于0.5Ω，困难时不大于1Ω。

接地电阻测量。由于土壤电阻率数据的不均匀性和土壤电阻率数据等因素，接地电阻值必须在接地系统构建后通过现场试验进行检查。测量接地电阻的测量方法有点位降法、直线法和夹角法。由于地铁施工的阶段性进行特点，为确保电力的安全运行，应在每个阶段性施工结束后，根据接地系统的实际情况，对已竣工部分的接地网测量实时的接地电阻，并以此数据为依据，合理地推算出整个接地网的接地电阻值。

降低接地电阻措施。高土壤电阻率地区降低接地电阻的措施有外引接地、井式或深钻式接地极、换土法、降阻剂法和敷设水下接地网法。

地铁设计上采取换土法或降阻剂法，其中降阻剂法要求采用纯物理性降阻剂，而不能采用化学降阻剂，所采用降阻剂应确保其填充材料不会加速接地装置的腐蚀和其自身的热稳定，并能够用于地下结构而不会污染地下水。

地铁综合接地系统设计。低压系统的接地形式分为TN系统、TT系统、IT系统。其中TN-S系统的N线和PE线是分开的，适用于设有变电所的建筑的电气装置，地铁车站采用TN-S接地保护系统，动力设备的外露可导电部分均与PE线可靠连接接地。接地装置分为自然接地极与人工接地极，自然接地极如建筑物的钢筋混凝土基础。工程设计上应尽量利用自然接地网。人工接地极一般采用水平和垂直敷设的圆钢、扁钢、角钢、钢管等，在地铁综合接地系统中使用铜带做接地极。

人工接地网由水平接地体、垂直接地体、及地铁专用整体型接地引出装置等部分组成。水平接地体和垂直接地体可分别采用紫铜排和紫铜管。本方案中接地网的敷设在站台底板垫层下0.7～0.8米，接地引出线共设二组，每组接地引出线为三根，其中一根为备用。P1～P3为变电所强电设备接地引出线，P4～P6为弱电设备接地引出线。强弱电引出线的距离应满足沿接地导体的距离不小于20米。接地引上线位于站台板下夹层内，与电缆井相邻，或位于站台层强、弱电设备用房下电缆夹层内，应避开轨底风道、结构墙及轨道等。

接地网平面布置示意图

综合接地系统概念图

本概念图包括变电所强电设备接地母排（PCE）、车站金属管线接地母排（PSCE）、弱电设备接地母排 （WCE）、各室的弱电接地母排的设计及配线。车站设强弱电设备接地引出线，强弱电设备接地母排及金属管线接地母排。在通风空调电控室室等弱电设备用房设置弱电接地母排。弱电设备接地母排（WCE）设置在车站站台板夹层内，用电缆分别与弱电接地网引上线（P4、P5）连接，弱电设备接地母排应靠近弱电接地网引上线，各弱电母排之间采用电缆进行连接。变电所强电设备接地母排（PCE）用电缆与接地网引上线（P1、P2）连接。车站金属管线接地母排（PSCE）设于车站站台板夹层内，用电缆与变电所接地母排（PCE）连接，位置在便于连接给排水管道和电缆桥架等的适当位置，金属管线到接地母排之间采用电缆进行连接。综合接地装置接地网设置在车站主体站台板下方，接地引出点位置应便于电缆接线。另外，为防止过大的电位差引发的故障电流对人体造成伤害，应将车站主体结构钢筋预埋连接板与人工接地网的接地母排连接构成车站的总等电位联结，在卫生间等潮湿环境还应进行局部等电位联结。

地铁车站综合系统方案的设计应首先保障人身安全，以满足防雷接地的出发点考虑，本文提出了一种适用于地铁车站的具体接地网系统方案，高土壤电阻率地区采用降阻剂的措施，通过水平和垂直接地体搭建人工接地网，人工接地网与自然接地网相结合。接地设计中应根据车站的特点进行合理的接地布置，节约投资降低造价。

（作者单位：中交（西安）铁道设计研究院）