高土壤电阻率地区地铁接地设计.pdf

都市快轨交通?第26卷第3期2013年6月
机电工程〈
doi:10.3969/j.issn.1672-6073.2013.03.034
高土壤电阻率地区地铁接地设计
陈海辉
(北京城建设计研究总院有限责任公司北京100037)
触电压和跨步电压,保证设备安全则可以采用绝缘和等电
摘要针对地铁设备接地的要求,论述地铁车站接
位来实现。因此,在保证系统运行正常及人身安全的前提
她形式的选择和接地敷设方案的设计。在一般情况
下,充分利用结构钢筋作为自然接地体,合理确定接地电
下,米用以车站主体結构钢筋为自然接地体的设计方
案;在自然接地体不能满足要求时,用设置外引人工/阻值,对降低工程造价和施工难度具有重要的现实意义。
合地置、用国が推结构防、上、幕阻的2地铁车站接地设计思路
铺助设计方案。
般而言,一座地下车站的长度在200m左右,宽
关键词地铁车站;接地电田;接地网;固护桩;降阻措施度在20m左右,面积有限,综合接地网的埋设范闱
中图分类号U231.8文献标志码
般都在车站范围以内。因此,常规的接地网设计难以
文章编号1672-6073(2013)03-0133-03
满足接地电阻不大于192的要求。针对青岛地铁高土
壤电阻率的特点,综合考虑可实施性、工程造价、达到
在目前城市地铁的接地形式中,仍以人工综合接地装
置为主,即对设备基础槽钢进行绝缘处理,釆用外引接地
效果等方面的因煮,提出了以下几种解决方案。
2.1以自然接地体为主
极,绝缘引入,设置人工综合接地装置。但是,在采用人工
综合接地装置时,由于接地线的绝缘处理很难完善,与结
青岛地铁车站土壤电阻率很大,个别车站甚至达
构钢筋的绝缘难以保证,而且人工综合接地装置可能造成
到80002·m,利用车站主体结构钢筋作为自然接地体
杂散电流向勒轨道交通外泄露,因此在自然接地体满足要求时,不能满足接地电阻不大于1的要求,需设置外引
的情况下,再设综合接地装置已无必要,且弊大于利。下人工综合接地装置作为辅助手段。在车站主体结构钢
面以青岛接地为例,谈谈个人对接地的一…些认识。
筋上预埋连接板结构主体
24.90,全部为地下线:设车站2座,全部为地下结构钢筋作为自:“:
主筋双侧焊
柱内主钢筋
1地铁接地电阻标准制定
(见图1),通过导
圆铟
线与接地母排相
青岛市地铁一期工程(3号线)线路全长约为连来利用车站主体
预埋连接板
迕接螺栓
站。青岛地下土质多为若石,土电阻率较高,一般都接地体。断开接地
在几百Q·m左右,个别站甚至达到800Q0-m接地电母排的接线端子,上.
焊缝
阻要求为不大于10。
4.:
就可以分别对自然
在地铁接地装置的设计中,设备接地和防雷接地接地体与人工综合にすこる凝士
都是接地电阻越小越好。对于青岛这种处于高土壤电接地装置的电阻值
室内地面
阻率状态的地区,若将地铁接地电阻0.5作为标准,进行测量。
图1预埋连接板的做法
即使耗费巨大的投资和人力也难以达到。多年的工2.2利用围护桩结构钢筋
程实践使人们认识到,达到0.592并不是目的,而是保
对于施工方法为明挖的车站,在进行车站主体
证人身和设备的安全。保证人身安全的关键是限制接
结构施工之前,需先进行围护桩的施工。围护桩由
收稿日期:2012-05-10修回日期:2012-06-04
众多的钢筋混凝土柱子组成,每隔一定距离设置
作者简介:陈海辉,男,大学本科,工程师,专业负责人,从事轨道交根,绕车站主体结构一周;在围护桩内的纵向结构
通供电工作,Chh802@126.com
钢筋和横向结构钢筋之间进行连接,使整个围护桩
URBAN RAPID RAIL TRANSIT 133
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行:に?に
内的钢筋都成为一个整体(见图2)。围护桩与车站案》)。为保证地网的抗腐蚀性,结合多年的地铁设计
主体结构外墙之间还存有…一定的间隙,两者之间的施工经验,水平接地极选用-50mmx5mm的纯铜扁带
结构钢筋不进行连接,因此利用围护桩结构钢筋接水平接地带的理设深度一般在结构地板下0.5m以上。
地,就不会与车站主体结构钢筋发生关系。在车站
2)在接地体周围1~4m的范围内,换上比原来土
结构底板下外引综合接地装置与围护桩结构钢筋壤电阻率小得多的土壤,如黏土、黑土等,必要时也可
之间进行若干点的连接(见图3),将围护桩内结构以使用焦炭粉和碎木炭。换土后,接地电阻可以减小
钢筋作为接地
结构围护粧
到原来的2/3~2/5。采用这种方法,其土壤电阻率受
使用,可以有效800090098
外界压力和温度的影响变化较大,在地下水位高、水分
降低整个接地
网的接地电阻,X
连接点
综合接地网
メ渗人多的地区使用效果较好。
3)土壤电阻率相对较高,用物理降阻剂可完全包裹
这对高土壤电
水平接地极,改善水平接地极周围土壤的导电环境,增加
阻率的明挖车
水平接地极与土壤的接触面积,降低接触电阻,稳定泄流。
站而言是一种X
釆用降阻剂来降低接地电阻的前提是:降阻剂应符
比较好的解决8660o60060008合节能、环保的要求,并且其使用寿命应与接地装置的
方案。
图2整个围护桩内的钢筋成为一个整体使用寿命相当。因此,本着科学、环保的原则,选择使用
物理降阻剂。物理降阻剂的主要成分为石墨,对金属接
..--.-------------
地极和周围环境没有任何腐蚀作用,既能增强降阻效
车站主
果,也能满足地铁工程的使用寿命要求。选用的物理降
体结构
阻剂应具有高效防腐性、导电稳定性和降阻高效性,各
车站立体闺护柱
项技术指标均应
结构垫层
满足能源部武汉
高压研究所《接地
轨面
置换士
降阻剂技术条件》充
的质量指标。水
扁钢与扁铜之间
水平接地极
水
放热嫆焊接
50mmx5mm扁铜
平接地极采用换
接地体
土法及物理降阻降阻剂
瑣充区
图3接地装置与结构钢筋之间连接
剂法,其具体实施
方案如图4所示。
图4水平接地体的具体实施方案
3人工综合接地装置设计方案
3.2垂直接地极
接地工程设计与土壤电阻率、土层结构、含水率、
鉴于主地网结构垫层
季节、气候以及可施工面积等因素有关。在这些因素可利用面积小、
レ222
置换土填充区
特定的情况下,确定接地网的形状、大小、材料等是设不可能外扩地
水平接地体
计的关键。同时,还应结合地铁项目自身的特点,如使网、土壤电阻率降阻剂填充区
用年限长、人工综合接地装置不可外引等。青岛地铁相对偏高的特
120mm铜绞
的土壤电阻率相对很高,而接地要求也较高,仅依靠传点,垂直接地极
垂直接地体
统的接地方式很难达到设计要求,所以必须采用先进选用防腐离子接
的人工综合接地装置。
地体(见图5),
降阻剂填充区