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接地五金件地鐵車站綜合接地若干問題的探討
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地鐵車站綜合接地若干問題的探討地鐵車站有以下多種系統需要接地:牽引變電所及降壓變電所供電系統的工作接地;為保證人身安全和設備安全的保護接地;通信系統、信號系統等弱電設備的接地;地上車站防雷接地。多種接地合用一個接地網，稱之為綜合接地系統，這是目前地鐵工程普遍采用的接地形式。地鐵車站的綜合接地系統是為滿足強電、弱電專業及其他非電氣金屬管道的全部接地要求所設置，它由接地網、接地引出線、接地端子排等部分組成。綜合接地系統在防雷電流、防雜散電流、工作接地等方面均起到重要作用，是地鐵工程人身安全、設備安全及運營可靠性的重要保證，因此，確實有必要對其在設計與施工中存在的一些問題進行探討。1綜合接地的設置方式就接地系統而言，地鐵工程與一般民用建筑的差別在于地鐵采用的是直流牽引供電系統，而在采用走行軌回流的直流牽引供電系統中，由于鋼軌與大地之間不能做到完全絕緣，由鋼軌回流至牽引變電所的電流必然會有一部分經大地流回牽引變電所，由此產生的雜散電流會給地下的金屬構件帶來電解腐蝕現象，這一現象決定了地鐵的接地設計與一般民用建筑的接地設計有所不同。為了盡可能減小雜散電流對地鐵走行軌及其扣件、結構鋼筋和沿線金屬管線等的腐蝕，在地鐵工程的設計與施工中，采用了多種方法來減少雜散電流的產生。其中，重要措施之一就是地鐵接地裝置必須與地鐵車站的結構鋼筋絕緣，接地裝置采用人工接地，在地鐵車站結構底板下設置由水平接地體、垂直接地體、接地引出線等組成的綜合接地網。其原因在于，地鐵車站主體結構采用的是防水混凝土及外包式防水形式，對地具有一定的絕緣性，客觀上對防止雜散電流的危害提供了便利，若將其人為接地，雜散電流的破壞將直接作用于地鐵車站結構鋼筋。目前，國內在建和已建成投入使用的地鐵，綜合接地系統基本都采用了人工接地的形式。雖然目前有利用地鐵車站結構鋼筋作為接地體的意見，種意見沒有充分考慮雜散電流防護的需要。依據CJJ49–92《地鐵雜散電流腐蝕防護技術規程》中“地鐵的鋼筋結構不應兼作它用”的規定，國內通行做法是地鐵車站綜合接地均設置為人工接地形式。如果采用第4軌回流或者采用交流牽引供電，這2種情況可以考慮采用結構鋼筋等自然接地體作為接地裝置。2綜合接地的材質選擇接地網導體材料時應考慮材料的熱穩定性、在土壤中的腐蝕速度、導電性、材料成本及來源等。目前，世界上普遍采用的接地材料是銅和鋼2種。銅和鋼接地網各有優缺點，鋼的熱穩定性比銅好且經濟，而銅的導電性和耐腐蝕性比鋼強。在接地工程的設計中規定了接地裝置的防腐設計，在考慮腐蝕影響以后，接地裝置的設計使用年限應與工程設計使用年限相當。DL/T621–1997《交流電氣裝置的接地》要求角鋼的厚度不小于4mm，鋼管的厚度不小于3.5mm。這是對地面變電所、發電廠的接地要求，它腐蝕后還可以更換，而地鐵車站的綜合接地是在底板以下，一旦遭到腐蝕破壞，無法進行更換補救。按照地鐵工程設計年限為100年來考慮，綜合接地系統材質的選擇就顯得尤為重要，考慮到耐腐蝕性的因素，銅排和銅管是國內地鐵車站綜合接地系統的首選材料。據相關文獻，對地鐵車站綜合接地網材質的選擇有采用銅包鋼的意見。但銅包鋼做接地體尚缺乏耐腐蝕性能的資料，相關加工工藝技術要求也沒有國家標準，在地鐵車站內使用有較大的風險。3接地引出線的形式及安裝接地引出線是綜合接地網與接地母排及接地設備之間的連接裝置。綜合接地系統一般敷設在車站結構底板墊層下約0.6m深處，為將綜合接地系統引出至車站內的接地母排，需要由接地引出線穿越車站結構底板。考慮到雜散電流防護的需要，地鐵車站綜合接地系統采用了人工接地的方式，而這個人工接地方式構成的綜合接地網，其依據的原則是“外引接地，絕緣引入"，即綜合接地網與地鐵車站主體結構應該絕緣。如果綜合接地網與車站結構鋼筋形成電氣連接，則會為雜散電流向外擴散提供通路，引發地鐵車站結構鋼筋發生電化學腐蝕，從而危及車站主體結構的安全。接地引出線是綜合接地與車站主體結構接觸的環節，其能否做到與結構鋼筋之間真正的絕緣，是綜合接地網能否發揮真正作用的關鍵。在早期地鐵施工是銅排直接穿越車站結構底板引出的方式，后來的地鐵車站綜合接地設計中，接地引出線多采用復合絕緣熱縮帶纏繞，并在結構底板中預埋止水板進行止水、絕緣保護后穿越底板的方式。這2種方法都不能保證接地引出線與結構鋼筋之間的可靠絕緣造成地鐵車站結構鋼筋接地，不能實現設置人工接地作為綜合接地系統的設計目的。為實現綜合接地與車站主體結構的可靠絕緣，目前，接地引出線多采用成套引出裝置。地鐵車站綜合接地網專用的“非磁性成套引出裝置"，在引出線銅排外套上防水鋼管，銅排與鋼管之間填充環氧樹脂，以實現與結構鋼筋的絕緣。除此之外，還在鋼管外再套上止水環并密封焊接，也可以起到良好的防水作用。這種結構，對實現“接地網接地引出線需與結構鋼筋絕緣’’的要求有重要作用(圖l、2、3)。圖1成套引出裝置圖2成套引出裝置結構圖圖3安裝完成后的引出裝置成套引出裝置穿越車站結構底板時的安裝位置，在設計圖紙中有明確的要求，一般是鋼管底端接觸底板下混凝土墊層上端高出底板一定高度。這些要求，是為了防止引出裝置中的銅排與車站底板結構鋼筋接觸，影響絕緣效果。在實際施工中，由于土建施工方對設計意圖不夠理解，不能嚴格按照圖紙施工，往往造成成套引出裝置安裝位置偏高或者偏低，致使銅排與底板結構接觸，影響了引出裝置與車站主體結構的絕緣，這是施工中應當避免的。4接地引出線穿越底板防水層的處理接地引出裝置需穿透車站底板防水層，這是防水的薄弱點，處理不好，既會影響地鐵車站的防水安全，也會影響綜合接地系統與地鐵車站主體結構的絕緣。在采用“非磁性成套引出裝置”的情況下，防水方法是在鋼管中部焊接止水法蘭，其做法與穿墻管相同。在接地引出裝置穿透底板防水層的位置增加防水加強層，以強化防水效果.
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