地铁车辆段所接触到的部分接地问题

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    车辆段接地包括变电所、各种生产及辅助车间、电气设备的工作接地和保护接地等。这些建筑物的接地问题，本人在参加某停车场项目时，从设计到施工配合的过程中遇到了不少的实际问题。在这里着重谈一下变电所接地和生产辅助车间的天车接地。

    1． 变电所接地:

    低压配电系统通常包含系统接地和保护接地，系统接地是系统电源某一点的接地，这个点通常是变压器的中性点，其主要作用是使系统正常运行。保护接地是配电系统负荷侧金属的电气外壳和敷线用套管、线槽等电气装置外露导电部分的接地。

    10kV配电变电所是低压配电系统的电源侧，应有系统接地；但它也是10kV配电系统的负荷侧，它的高、低压开关柜和变压器外壳等外露导电部分应做保护接地。所以，变电所内应同时具有两个接地，即低压配电系统的系统接地和10kV系统的保护接地。两个接地可合用接地极。也可分设接地极，接地电阻的阻值要求视具体情况而异，下面作者结合所设计的某停车场混合变电所(降压变电所与牵引变电所合建，统称混合变电所)的情况谈一谈这个问题。

    根据地铁杂散电流的防护规定：变电所一点接地，电气设备准绝缘安装。所谓的准绝缘安装，就是电气设备的基础槽钢和结构钢筋间要进行绝缘处理，不得有电气联结。这样做的目的是防止杂散电流对电气设备的腐蚀，所有地线在变电所一点接地，不得重复接地，避免杂散电流在地线中乱窜。因此停车场内低压侧采用TN－S系统。低压系统的系统接地与10kV系统的保护接地合用接地极(如下图所示)，则当变电所内10kV侧发生接地故障时，低压用户电气设备金属外壳对地将呈现故障电压。图中所示10kV柜发生接地故障，故障电流Id在合用的接地极RB上产生电压降Uf＝Id*RB 。在《工业与民用电力装置的接地设计规范》(GBJ65－83)指出，10kV不接地系统接地故障电容电流可达30A， 此时，Uf将沿PEN线和PE线传导至用电设备外壳(如图中虚线所示)（图形无法显示）。

    这将有可能给用户带来电击危险。但是如果变电所的接地电阻值不大于1Ω，则Uf值只有30V，在正常环境下的安全电压以内。而且此时变压器上的施加电压U1及用户侧低压设备上的施加电压U2值为Uf＋Uo(相电压)＝30V＋220V＝250V，此值合乎一般低压设备的绝缘要求。所以在混合变电所合用的接地中，接地的电阻值要求不大于1Ω。

    混合变电所在建筑物外部四周打接地极(角钢50mm×50mm×5mm)，利用镀锌扁钢40mm×4mm联结成接地网，同时在变电所的电缆夹层内距地0.3m高处沿墙四周设接地干线，接地干线距墙15mm，用S型卡子和绝缘涨管螺栓固定，并与墙内结构钢筋绝缘，接地干线和外部接地网之间共有六处用40mm×4mm镀锌扁钢连接起来。所有高、低压配电柜的基础槽钢，以及电缆夹层内的所有电缆桥架均与接地干线联结。工程验收时做接地电阻测试，共做4点，接地电阻均未超过0.8Ω。

    此外，变电所内电压互感器和电流互感器的外壳必须接地。一般来讲，电流互感器和电压互感器的二次线圈，当绝缘损坏时，可能带高电压，因此也必须接地。但有时接地可能引起继电保护装置误动作，如连接几组互感器的复杂装置，这种情况可以不接地。降压变电所10kV柜中的电流互感器均没有接地，但电压互感器经避雷器接地。

    在变电所内，配电装置及其他电气设备的底座与外壳，在正常情况下均不带电，但当绝缘损坏时，可能出现对地电压，因此也必须接地。

    2．生产及辅助车间的天车接地

    该项目的生产和辅助车间均为钢筋混凝土结构，而且很多都有天车。由于停车场内部的所有个体均不允许做重复接地，所以这些建筑物内的配电柜(箱)及电气设备的金属外壳几乎均采用与PE线进行焊接连接的方式接地，但天车除外。天车是利用天车的走行钢轨作为接地干线的，由于天车钢轨的截面积较大，其电阻相应较小，几乎在所有情况下作为接地干线都是符合要求的。当利用天车钢轨作为接地干线时，在钢轨连接的地方以及跨过伸缩缝的地方，都要求进行可靠的跨接。利用柱内两根Φ16或Φ12钢筋作为引下线(通过横向预埋铁与天车可靠焊接)，基础作为接地体。

    在该项目中，利用建筑物的基础作为接地体(防雷与接地共用)时，基本分为两类：有桩基础和条形基础。在现场的施工配合中给施工单位出了两个大样图，如下：(无法显示)

    在没有特殊要求的建筑物中，可以利用金属管道作为接地装置，但在该项目中，由于杂散电流的防护要求：在停车场范围内电气配管应采用阻燃PVC管，即使在外线电缆敷设时局部不得已采用钢管，也要求对钢管进行双重绝缘防护处理(镀锌并涂沥青)。

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