地铁特殊情形车站接地网方案设计

田聪聪，吴根平，王宇琦，孙现伟，韩锦星，万玉苏



地铁特殊情形车站接地网方案设计

田聪聪，吴根平，王宇琦，孙现伟，韩锦星，万玉苏

针对地铁换乘节点、变电所偏离车站主体等特殊情形车站，结合实际工程，分析比较多种情况下的接地网设计方案，提出合理的特殊情形车站接地网设计方案。

地铁；换乘节点；接地网

0 引言

近年来，全国城市轨道交通建设快速发展，工程设计周期缩短，设计人员在进行设计时大多借鉴先前的经验，较少对设计内容本身及特殊情形进行深入思考和研究。本文主要针对地铁换乘节点、变电所偏离车站主体等特殊情形下车站的接地网设计方案进行探讨。

1 地铁车站接地设计

地铁车站接地设计的目的是为了保证人身安全、设备安全及运营可靠性，应同时考虑变电所供电设备、车站机电设备、通信信号等弱电设备、非电气连接的金属管道及金属构件等的接地要求。相关规定要求地铁车站接地网的接地电阻值应不大于1W。车站接地网应覆盖车站站台层所有附属房间，一个标准车站需设置3组接地引出线，分别为变电所强电设备接地引出线、弱电设备接地引出线及车站金属管线接地引出线。各组接地引出线之间的距离应不小于20 m，每组接地引出线为3根，其中1根为备用。

标准车站的接地网平面布置如图1所示。整个接地装置由水平接地体、垂直接地体、均压带、接地引出线及成套接地引出装置等部分组成。

图1中，P1、P2、P3为变电所强电设备接地引出线，P4、P5、P6为弱电设备接地引出线，P7、P8、P9为车站金属管线接地引出线。接地引出线及其相连接的水平接地体采用50 mm×5 mm铜排，其余水平接地体采用40 mm×4 mm铜排；垂直接地体采用长度为2.5 m的φ50×5铜管。

图1 标准车站接地网平面布置

2 换乘车站接地网设计方案

地铁换乘车站较标准车站特殊之处在于换乘站存在换乘节点。一般情况下，地下2层车站先于地下3层车站施工。根据换乘节点处结构施工状况，换乘节点处接地网设计方案一直存在争议。目前通常做法是地下2层车站的接地网在换乘节点处断开，引至电缆夹层内连接，同时在换乘节点处底板垫层下为3层车站接地网预留连接条件。换乘节点处接地网平面布置如图2所示。

图2所示车站为郑州地铁3、4号线某换乘站，3号线车站为地下2层车站，4号线车站为地下3层车站。3号线接地网被换乘节点分成2段，2段接地网在电缆夹层内连接，同时在换乘节点处为4号线预留接地网连接条件。预留的接地网需要敷设至换乘节点底板端头，并沿围护桩上弯，预留至底板上方1 m处，待后期车站开挖后，将端头恢复，根据需要与3层车站内接地网进行可靠焊接。

图2 换乘节点处接地网平面布置

该方案可以满足2个换乘车站的接地要求，但存在以下问题：（1）预留的接地网端头前期需保存完好，后期施工时容易被破坏；（2）换乘的2个车站通常由不同的设计单位设计，如果2站的施工日期相隔久远，后期车站设计接地网时，可能会遗忘前期预留条件，造成资源浪费。

为了方便设计与施工，减少与后期车站的交叉配合，本文提出采用换乘节点处接地网始终纳入3层车站接地网的方案。以下基于郑州地铁3、4号线分别介绍某换乘站地下2层、3层车站接地网设计方案。

2.1 地下2层车站接地网方案

地下2层车站的接地网在换乘节点处分为2段，2段接地网在电缆夹层内连接，接地网敷设示意图如图3所示。图中，3号线车站接地网在换乘节点处断开，引上至电缆夹层内，通过导体截面为 240 mm2的铜芯电缆或50 mm×5 mm铜排将2段接地网可靠连接，连接点有2处。

2.2 地下3层车站接地网方案

根据换乘节点处施工状况，如果换乘节点在前期未完成施工或具有敷设接地网条件，则地下3层车站接地网可按照普通标准车站设计；如果换乘节点已在前期施工时完成，换乘节点下方无敷设接地网的条件，则接地网也按照2段设计，2段接地网在电缆夹层内存在2处连接，如图4所示。图中4号线接地网被换乘节点分为2部分，在电缆夹层内采用导体截面为240 mm2的铜芯电缆或50 mm× 5 mm铜排将2段接地网可靠连接。

采用该接地网方案的优点是，换乘站的上下2个车站接地网在设计和施工方面均完全独立，不存在预留问题，而且2个车站的接地网设计方案都相对简化，地下2层车站直接按照2段接地网设计即可，地下3层车站可根据施工现场的实际情况确定接地网方案是否需要分为2段设计。

图3 2层车站接地网方案

图4 3层车站接地网方案

3 变电所偏离车站主体的接地网设计方案

本文所讨论的变电所偏离车站主体是指变电所或变电所投影不在车站常规接地网范围内。如郑州地铁4号线某车站，该车站设有停车线，变电所设置在站厅层左端，其下方投影位置为停车线，不在车站常规接地网范围内。为了满足车站强电设备接地引出线的位置必须在变电所正下方的要求，变电所下方需敷设接地网。为了满足这一要求有时需要加大接地网敷设面积，造成资源浪费。经分析研究，在车站内接地网的接地电阻满足要求的前提下，可在变电所或者变电所投影下方局部敷设小型接地网，并在结构底板下与车站内接地网连接。

如郑州地铁4号线某车站，变电所设置在站厅层左端24-28轴位置，其下方投影位置为停车线，车站常规接地网始于36轴。按照常规设计，为了满足要求，车站接地网需要加长约60 m。通过接地电阻计算，车站内常规接地网的接地电阻已远远满足要求，加长接地网只会造成不必要的资源浪费。此时，接地网可不必延伸到变电所投影位置，仅在变电所投影位置处敷设一个小型接地网，在结构底板下通过铜排与车站接地网可靠连接。考虑到2段接地网距离较远，出于安全考虑，2段接地网间可设置4处连接点。接地网布置如图5所示。

图5 变电所局部接地网布置

图5中，在变电所投影下方设置局部小型接地网，P1、P2、P3为变电所强电设备接地引出线，通过变电所的供电孔引上至变电所，实现接地母排以最短路径接地。E1与E5，E2与E6，E3与E7，E4与E8在结构底板下通过50 mm×5 mm铜排可靠连接。

4 结语

本文通过对地铁换乘车站接地网设计方案的分析研究，提出简化设计和施工程序的优化接地网设计方案；通过讨论变电所偏离车站主体时的车站形式和接地要求，提出合理且节省资源的接地网设计方案。本文旨在积累接地网设计经验，以期对类似工程的车站接地网设计有所启发和提供参考。

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[2] 康晓月. 太原地铁2号线综合接地系统设计[J]. 建筑电气，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

田聪聪.黄河勘测规划设计有限公司，硕士研究生；

吴根平，王宇琦，孙现伟.黄河勘测规划设计有限公司，工程师；

韩锦星，万玉苏.黄河勘测规划设计有限公司，助理工程师。