淺談地鐵車站的防雷接地保護(hù)措施

1、淺談地鐵車站的防雷接地保護(hù)措施摘要：文章對地鐵車站的防雷以及接地系統(tǒng)進(jìn)行了一個全面、詳細(xì)的分析，同時對金屬屋面防雷、外引接地、絕緣引入等與之相關(guān)的問題都做出了較為全面的討論，提出了合理的解決方案，消除了地鐵站工程技術(shù)人員的顧慮，為每位乘客提供了安全、舒適的乘車環(huán)境。關(guān)鍵詞：地鐵車站；防雷接地保護(hù)；軌道交通中圖分類號：TU856文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2013）05-0062-03當(dāng)今社會，隨著城市軌道交通的不斷發(fā)展和變化，給我們的日常出行和工作都帶來了極大的便利，但是，在設(shè)計(jì)這些城市軌道交通的同時，也給我們的設(shè)計(jì)人員們帶來了很多難題。當(dāng)這些交通命脈從城市延伸至地下，從郊外過

2、渡到高架橋的時候，地鐵站的防雷措施怎樣才可以得到保障？這個嚴(yán)峻的問題就擺在了工程設(shè)計(jì)人員面前。1地鐵站防雷電保護(hù)雷電是生活中非常常見的一種自然現(xiàn)象。這種自然現(xiàn)象除了可以對人的生命產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅以外，它同時還會對各種電氣設(shè)備，特別是電子設(shè)備等產(chǎn)生一系列影響，嚴(yán)重時，甚至可以將其損壞。對于我國而言，雷電災(zāi)害頻發(fā)，帶來的傷害以及財(cái)產(chǎn)損失也是相當(dāng)大的。如果雷電直接落在電路上，這種雷被稱之為直擊雷，如果雷電掉落在電線附近，再耦合到電線上，這種雷被稱之為感應(yīng)雷，這種感應(yīng)雷通常會在運(yùn)輸電壓上形成過電壓，然后沿著線路向四處輻射式展開，影響其他電器設(shè)備的安全。對于自然界的雷電現(xiàn)象而言，它的傳播途徑相當(dāng)廣泛，它可

3、以從建筑以及電力逐漸拓展到各個行業(yè)領(lǐng)域中，尤其是與高新技術(shù)有關(guān)系的領(lǐng)域，比如數(shù)據(jù)中心、互聯(lián)網(wǎng)等。我國是一個雷電多發(fā)區(qū)，而我國的地鐵站是一個由各種專業(yè)共同組成的建筑結(jié)構(gòu)，里面包括了AFC、供電、綜合監(jiān)管、通訊等各種弱電系統(tǒng)，因此，對我國的地鐵站進(jìn)行防雷措施保護(hù)具有非常重要的意義。2過電壓保護(hù)當(dāng)?shù)罔F站的過電壓在運(yùn)行的時候，往往會遭受到操作過電壓、暫態(tài)過電壓等多種因素的干擾和侵襲，這會對地鐵站的各種電氣設(shè)施直接造成嚴(yán)重破壞，嚴(yán)重時，甚至?xí)l(fā)一系列安全事故。如果對地鐵站安裝過電壓保護(hù)裝置，則可以有效地保護(hù)地鐵站中的各種設(shè)備和設(shè)施，對整個過電壓進(jìn)行限制。過電壓保護(hù)裝置屬于地鐵站的系統(tǒng)范疇，它體現(xiàn)在地鐵

4、站過電壓中的各個環(huán)節(jié)，地鐵中的降壓變電所是最主要的組成部分，對其必須采取以下過電壓保護(hù)措施：在變電所的母線對地之間要設(shè)置避雷器，它可以位于變電所內(nèi)部，在設(shè)置之前，一定要根據(jù)房屋防雷規(guī)定的要求，對其進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置避雷帶或者避雷針；要在動力變壓器的兩側(cè)或者重要供電設(shè)備的末尾及配電箱的每條母線上，裝上電涌保護(hù)器，這樣可以有效地防止雷擊。3接地保護(hù)措施在我國的地鐵站中，目前最為常見的幾種接地系統(tǒng)的保護(hù)措施主要有電子信息的信號接地、防雷接地、工作接地等。在通常情況下，防雷接地和電子信息的信號接地都屬于同一種接地系統(tǒng)，而且實(shí)施的是電位聯(lián)合防范措施。在地鐵站內(nèi)部，接地裝置中的電阻要用最小值來確定，并且將它安裝

5、到各個設(shè)備當(dāng)中，同時，地鐵站要根據(jù)弱點(diǎn)設(shè)備的各種要求，來確定電阻值R0.5。4地鐵站中的防雷接地保護(hù)4.1供電系統(tǒng)的防雷措施對于我國的地鐵站防雷保護(hù)而言，地鐵站中的每一個變電所都應(yīng)該由專線供電，在每一座新建的變電所里，必須設(shè)置兩臺或者兩臺以上的專用電變壓器。在變電所進(jìn)線和母線之間，設(shè)置一個避雷器，通過這樣的設(shè)置，則可以有效地防止變電所內(nèi)部的過電壓以及大氣。在地面以及與地面的交界處設(shè)置一個避雷器，這樣做的目的，是為了有效防止雷電進(jìn)入隧道，進(jìn)一步保護(hù)地鐵隧道中的電氣設(shè)備。與此同時，要在變電所母線之間設(shè)置好避雷器，這樣做是為了防止變電所中的過電壓。在選擇避雷器的時候，應(yīng)該根據(jù)地鐵站的實(shí)際情況進(jìn)行選擇

6、，設(shè)置好計(jì)數(shù)器，并且時時刻刻地觀察避雷器的動向。4.2地鐵站的接地網(wǎng)在地鐵站的車站之間要設(shè)置好接地網(wǎng)，而且這種接地網(wǎng)的電阻通常不能超過0.5，如果遇到特殊情況，可以合理、適當(dāng)?shù)卣{(diào)整接地電阻，但是在提高電阻的同時，應(yīng)該滿足弱電系統(tǒng)的接地要求，一般情況下，不能超過1，在此基礎(chǔ)上，還要同時滿足接觸電壓和跨步電壓的要求。在地鐵站中，所有的全線網(wǎng)會通過接地扁銅、金屬鎧裝等各種設(shè)備，與水平接地網(wǎng)連成一體，從而形成高低壓兼容、強(qiáng)弱電合一的綜合接地系統(tǒng)。在地鐵站中的每一個金屬管線和系統(tǒng)，都應(yīng)該做好電位連接，讓車站之間的地母排線緊密相連，同時保障與綜合地網(wǎng)相互連接。4.3高架站的防雷措施對于地鐵中的高架站而言，

7、要使用金屬作為接閃器，同時還要把金屬結(jié)構(gòu)做成避雷網(wǎng)絡(luò)，并且使防雷引線和主柱的內(nèi)部鋼筋相互連通。利用其中的鋼結(jié)構(gòu)梁作為引下線，混凝土結(jié)構(gòu)梁以及柱內(nèi)主筋要與鋼結(jié)構(gòu)梁的下部相互連接，混凝土結(jié)構(gòu)柱內(nèi)的主筋應(yīng)該經(jīng)過焊接，來作為防雷引下線的一部分，引下線的間距不可以超過15m。要在混凝土的柱內(nèi)選兩根主筋，分別和站臺層、站廳的縱梁以及橫梁焊接牢固，使其形成一個較為堅(jiān)固的自然接地體。所有的自然接地體都必須要與鋼筋結(jié)構(gòu)相互貫通，保證每一個接地體的焊接口牢固。在地鐵站的出口，結(jié)構(gòu)梁必須預(yù)留幾個接地端子，這些接地端子必須與接地網(wǎng)格進(jìn)行電氣連接。在防雷引線和地面0.5m的地方做斷接測試卡。在設(shè)置綜合接地網(wǎng)的時候，可以

8、借鑒車站地網(wǎng)對其進(jìn)行設(shè)計(jì)。4.4車站電涌的保護(hù)方案在地鐵站中，弱電系統(tǒng)非常之多，比如信號系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、民用通訊、公安通訊、報警系統(tǒng)等。在這些電子設(shè)備中，電源系統(tǒng)的中性點(diǎn)工作接地、保護(hù)接地、電子設(shè)備等電位連接基地以及電力信息線路的電涌保護(hù)器接地等，都使用的是同一個接地系統(tǒng)。在每個弱電系統(tǒng)電源箱進(jìn)線的地方安裝電涌保護(hù)器，與此同時要根據(jù)SPD級間配合的各種要求，不斷裝設(shè)多級SPD，這樣做可以有效減少過電壓和系統(tǒng)內(nèi)暫態(tài)過電壓的能量。5我國地鐵站防雷與接地系統(tǒng)的組成對于我國地鐵站而言，它的主題結(jié)構(gòu)都在地面以下，只有冷卻塔、風(fēng)亭和入口罩棚等設(shè)施在地面以上，這些設(shè)施的高度通常都比較低，因此，可以根據(jù)防雷裝

9、置，局部對其進(jìn)行防雷接地保護(hù)措施，在整個地鐵站中，主要是以感應(yīng)雷為主。在整個地鐵站中，內(nèi)部接地網(wǎng)和外部接地網(wǎng)這兩種網(wǎng)絡(luò)共同組成了接地裝置，這兩種接地裝置的接地端與地端子箱緊密相連，它主要是以保護(hù)接地和工作接地為主。在地鐵站中，存在著很多直流牽引系統(tǒng)，同時還有很多負(fù)極與正極的行軌回流。所以，為了避免雜散電流可以順利地從接地極向外流出，影響整個城市地下金屬網(wǎng)，迄今為止，地鐵站中的接地裝置一直在使用外引接地極，對設(shè)備的基礎(chǔ)槽鋼金進(jìn)行了絕緣處理。在我國的地鐵站中，它的防雷和接地系統(tǒng)主要由以下部分組成：5.1外引接地在我國的地鐵站中，其內(nèi)部的接地極通常是由垂直接地極和水平接地極所組成的，通常位于地鐵站結(jié)

10、構(gòu)底板以下位置，利用防水層，使其和底板絕緣。其中的水平接地使用的是銅母排，銅母排外緣的角都要成弧形，因?yàn)橹挥羞@樣，才可以有效地降低接觸電極和跨步電勢；對于垂直接地，則需要用到銅管，根據(jù)其中的電解率，算出單根垂直接地極的長度和垂直接地的總數(shù)量。在這期間，地鐵站中的車站要引出四組接地線，按照弱電、強(qiáng)電以及等電位分別設(shè)置，并且在這些電阻之間要保持一定距離。因?yàn)檫@些都屬于永久性的地鐵設(shè)施，所以在選用的時候，必須使用銅材。5.2接地引出線對于地鐵站中的接地引出線而言，每一組接地引出線都必須有三個甚至更多的接觸引出點(diǎn)，要對這些點(diǎn)進(jìn)行一個絕緣處理。這些接觸點(diǎn)必須使用銅母排，與此同時，還要穿過止水板，將其固定

11、在電纜夾層的墻上。5.3接地電纜以及接地母排端子板接地電纜要使用單芯組燃銅芯電纜，它可以用在連接接地引出線與接地母排端子板、地母排端子板和接地端子箱之間。接地母排端子板設(shè)置在站臺板下或者是電纜夾層以內(nèi)，它直接與接地引出線相互連接，作為功能完全不同的接地母排，接地端子箱要設(shè)置在末尾處，使其直接和各個設(shè)備相互連接。5.4地鐵站防雷裝置的設(shè)置要根據(jù)地鐵站的具體情況，在地鐵站外部對設(shè)施設(shè)置各種防雷裝置。在這些防雷裝置中，不可以使用鋼筋結(jié)構(gòu)制造而成的。只能在地鐵站外面做好接地裝置。里面的接地極、接閃器、引下線都只能使用人工裝置。6結(jié)語地鐵站的工程設(shè)計(jì)人員們只有從原理上不斷深入研究和學(xué)習(xí)防雷與接地知識，掌握整個地鐵站的特殊性，才可以充分地認(rèn)識和了解到整個地鐵站的接地系統(tǒng)以及防雷系統(tǒng)，設(shè)計(jì)和使用更加合理的方案。這樣做不僅可以減少資金和設(shè)備的投入，還可以大大加快地鐵站的建設(shè)速度，大幅度提升工作效率，讓地鐵站的防雷以及接地系統(tǒng)不斷完善。參考文獻(xiàn)1劉永紅.地鐵車站的防雷接地保護(hù)研究J.鐵道工程學(xué)報，20