吴开起

摘要：随着现代科学技术的飞速发展，铁路和轨道交通信号电子化设备的应用大幅增加，先进的设备在雷雨季节能否安全稳定地运行，是目前需要研究的一个新课题。城市轨道交通工程有多种接地类型，按用电设备类型可分为电气设备（强电）接地、机电设备接地、信息技术设备（弱电）接地三类。其中信息技术设备接地分为系统接地、保护接地、防雷接地、功能接地等。

关键词：城轨交通;配电变压器;励磁涌流特性;保护配合曲线

引言

随着信息技术设备在城市轨道交通的广泛应用，在有限空间内各系统设备之间存在电磁骚扰而导致电子元件误动作、信息技术设备损坏等问题。

1接地网

IECTC64标准禁止某个电气装置单独接地，其原因是单独接地方式将引起各设备、构件之间的电位差，导致电击事故或设备损坏。因此，单独接地不能保证用电安全。城市轨道交通车站空间狭小，场地有限，如果不同的系统各自独立接地，不但受场地、空间的限制难以实施，而且不同的地电位会带来电位差，存在安全隐患，不同接地系统的导体间耦合也会引起相互骚扰。近年来，为避免杂散电流对隧道、车站内金属构件的腐蚀，在城市轨道交通线路的接地型式通常采用强、弱电共用人工接地系统，即在车站结构底板下采用铜材设置人工接地网，与接地引出线、接地干线、接地母排等接地装置以及强、弱电系统金属管线等形成综合接地系统。

2接地型式

城市轨道交通车站内有通信、信号、自动售检票、火灾自动报警、综合监控、环境与设备监控、乘客信息、门禁等多种信息技术设备，且分布在站厅、站台等不同区域内，必须对这些系统的设备进行等电位联结方式的接地。

2.1多网状联结星形网络

城市轨道交通中各系统用电设备众多，一般情况下供配电系统、机电设备系统、信息技术系统的线路、设备间距无法满足防止电磁骚扰的要求，可能会对信号、通信的传输造成影响。另外，牵引供电系统的杂散电流、机电设备系统的谐波电流等也会引起信息技术设备间参考电位不同，对车站信息技术设备运行造成骚扰。以低压配电箱的保护线（PE线）母排作为参考电位点，并从低压配电箱的PE母排放射式地引出PE线至信息技术设备，低压配电箱的PE母排通过通信、信号等设备房内的接地端子排接入车站综合接地网。此时，PE线既作为保护接地线同时兼作信息技术设备的信号接地线。这种多网状联结星形网络设计实施简单易行，可以避免部分电磁骚扰。

2.2共用的网状联结星形网络

对于新建项目，通信、信号等信息技术设备房内均应采用共用的网状联结星形网络的接地方式，这种接地方式又分为水平和垂直的等电位联结接地方式。水平等电位联结是将信息技术设备金属外壳用尽量短直的PE线联结到设备房内静电架空地板下的铜质网格上，实现低阻抗的信号接地。铜质网格与低压配电箱内的PE母排联结。垂直等电位联结是将车站结构柱、结构墙体内的主钢筋联结，利用土建结构的主钢筋形成“法拉第笼”，同时，与进出设备房内的金属管、金属线槽等金属管线联结，并通过通信、信号等系统设备房内的接地母排联结，从而形成多个并联通路，为信息技术设备的信号接地提供高频条件下低阻抗通路，使站厅、站台等各层、各区域同一系统的信息技术设备获得均衡的地电位。共用的网状联结星形网络等电位联结接地方式可以消除大部分的电磁骚扰，适用于装有重要用途的信息技术设备房。在土建結构设计时，需在通信、信号等信息技术设备房间内就近预埋与车站结构主钢筋相联结的钢板。

2.3构建多层结构的建筑物等电位联结网络

对于多层车站、控制中心、车辆基地综合楼等多层结构，且有大量机电设备和信息技术设备的建筑，应构建建筑物等电位联结网络。多层结构的等电位联结网络可以均衡各层、各系统之间的电压，有效消除电位差。

3高架车站雷电电磁脉冲防护

高架车站为地面建筑，站内有大量的信息技术设备，无论是直击雷防护还是雷电电磁脉冲防护都极其重要。高架车站位于地面以上20～30m，比地下车站更容易遭受雷电波侵入。高架车站按第二类建筑物考虑，首次正极性雷击的雷电流幅值为150kA，波形为10/350μ/s。

结束语

信息技术设备特点是绝缘强度低、过电流过电压耐受能力差、对电磁骚扰敏感。弱电系统是维系城市轨道交通正常运营的中枢神经，一旦遭受电磁骚扰，将危及线路的正常运营，甚至造成重大的人员伤亡和巨大的经济损失。多年以来，由于顾虑牵引供电系统的杂散电流对隧道、车站、桥梁等建筑物的土建结构影响，城轨交通信息设备接地并未利用结构主钢筋形成共用的网状联结星形网络并构建多层等电位联结网络。经测试证明，城市轨道交通利用结构钢筋作为自然接地体，完全符合强、弱电设备接地要求。与只接人工接地网相比，以利用结构主钢筋的等电位联结系统作为“地”能获得更好的各设备系统之间的等电位效果，既能有效泄放故障电流、雷击电流和静电荷，又能获得各系统的电压均衡，提高抗电磁骚扰能力。

参考文献

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