再谈地铁接地问题

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1、再谈地铁接地问题                                                                黄德胜                                              (北京城建设计研究总院 100037)【摘 要】作者提出一个与目前习惯做法不同的接地方案，并说明提出这一方案的理论根据—国家、地方和行业标准;实践根据—现场实验、测试结果。明确提出利用地下结构钢筋作为自然接地体，它的接地电阻在0.5Ω以下,完全符合电气设备的接地要求。地下结构钢筋是一个等电位法拉第笼，是地铁这个电磁环境中一切设备的地。【关键词】自然接地

2、体　等电位　法拉第笼　　接地电流　　崩溃电压1. 概述     关于电气设备的接地,地面工程有一套完整的规程、规范和规定，本文不做论述。关于地铁接地问题，虽有其特殊性，但更具有普遍性。作者曾发表过两篇文章[1][2]，对地铁接地电阻的测试方法、接地实验线路、测试数据的来源等做了详细说明，本文亦不再重复。主要是根据相关结论[1],直接提出一个新的接地方案,希望能引起业内专业人士的关注，就算抛砖引玉吧。关于地铁接地问题，并非哪个设计者、哪个设计单位的事情，而是全行业共同存在的问题。这个问题就是：地下结构钢筋能不能作为自然接地装置？作者根据现行技术规范的要求和自身的工程实践，提出了一个新的接地方

3、案，这个方案并不是根据计算，也不是根据理论分析，只是根据工程实践和现场测试，提出来供读者参考和验证。这里所说的验证，只能是实践、现场测试，不是坐而论道式的空谈。“实践是检验真理的唯一标准”，不仅适用于社会科学，自然科学也完全适用。     目前，地铁的地下变电所，无一例外地采用“外引式接地极，绝缘引入，接地装置与结构钢筋绝缘处理。”作者对40年前的北京地铁的第一组接地极就是如此处理的，直到今天，仍是这种做法，无人提出质疑。作者试图自己否定自己，提出一个新的接地方案，供读者参考。２．确定地铁接地方案构成的理论根据：     （1） 根据《地铁设计规范》GB50157[3]     14.7.

4、5条的规定：“变电所接地宜利用自然接地体作为接地装置”和14.7.13条的规定:“当杂散电流腐蚀防护与接地有矛盾时，应以接地安全为主”的两项规定；     （2） 根据《城市轨道交通设计规范》DGJ08-109-2004[4]     16.2.5条的规定：“变电所的接地装置，应利用自然接地体”的规定；     （3） 根据《交流电气装置的接地》DL/T621-1997[5]3.1条的规定：“接地装置应充分利用自然接地极”的规定。     以上三个标准中,对利用地下结构钢筋做自然接地体,(1)是“宜”(国家标准)、(2)是“应”(地方标准)、(3)是“充分”(行业标准),看来利用地下结构钢

5、筋作自然接地体的理论根据是充分的,应用规范是合适的。根据上述三个规程规定，确定地铁接地方案时，完全可以利用地下结构钢筋作为自然接地体。３．确定地铁接地方案的实践根据     40年前北京地铁第一组接地极为什么是“外引接地、绝缘引入”而不利用地下结构钢筋做自然接地体，当初也曾经研究、讨论，甚至争论，争论的结果，由两个问题无人能解释清楚：      ●利用地下结构钢筋作自然接地体，接地电阻是多少？无人能预知。当初认为地下结构外的防水层，所谓“三毡四油”，对大地是绝缘的，其接地电阻会很大。      ●当时地铁交流低压系统是三相四线制接零系统，钢筋兼作地线，有零序电流存在，对测试钢筋中的杂散电流

6、有什么影响,谁也无法说得清。     现在这两个理由都不存在了，地下结构虽然经防水处理，其接地电阻却很小，在0.5Ω以下[１]，符合电气设备接地的要求;因为地铁交流低压系统采用三相四线制TN-S系统，有专用地线（ＰＥ线）和中性线，钢筋中不存在零序电流，故对测试杂散电流没有影响。(1)作者曾于1979年在北京地铁一线和环线做过接地实验和现场测试[1]，得出的结论是：     ①变电所内部接地网（设备基础槽钢）与地下结构钢筋并不绝缘，而是电气联接在一起，尽管在设计中要求设备基础槽钢进行绝缘处理，但效果并不明显；     ②变电所地下结构钢筋的接地电阻均在0.5Ω以下,而且很稳定；     ③外

7、引接地极的接地电阻均在1Ω以上（当时按小接地电流系统设计，要求接地电阻小于４Ω），对变电所接地电阻的大小已不起作用；     ④外引接地极可以取消，利用结构钢筋作自然接地极完全符合规程要求；     ⑤地下结构钢筋已人为接地，外引接地极不仅无益，反而有害，因为提供了一个地铁杂散电流向外扩散的通路。     推论：      ●轨道电位限制器所接的“地”就是地下结构的钢筋;      ●走行轨对“地”的电位就是对地下结构钢