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接地五金件地鐵車站綜合接地若干問(wèn)題的探討
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地鐵車站綜合接地若干問(wèn)題的探討地鐵車站有以下多種系統(tǒng)需要接地:牽引變電所及降壓變電所供電系統(tǒng)的工作接地;為保證人身安全和設(shè)備安全的保護(hù)接地;通信系統(tǒng)、信號(hào)系統(tǒng)等弱電設(shè)備的接地;地上車站防雷接地。多種接地合用一個(gè)接地網(wǎng)，稱之為綜合接地系統(tǒng)，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(tǒng)是為滿足強(qiáng)電、弱電專業(yè)及其他非電氣金屬管道的全部接地要求所設(shè)置，它由接地網(wǎng)、接地引出線、接地端子排等部分組成。綜合接地系統(tǒng)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(shè)備安全及運(yùn)營(yíng)可靠性的重要保證，因此，確實(shí)有必要對(duì)其在設(shè)計(jì)與施工中存在的一些問(wèn)題進(jìn)行探討。1綜合接地的設(shè)置方式就接地系統(tǒng)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(tǒng)，而在采用走行軌回流的直流牽引供電系統(tǒng)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(huì)有一部分經(jīng)大地流回牽引變電所，由此產(chǎn)生的雜散電流會(huì)給地下的金屬構(gòu)件帶來(lái)電解腐蝕現(xiàn)象，這一現(xiàn)象決定了地鐵的接地設(shè)計(jì)與一般民用建筑的接地設(shè)計(jì)有所不同。為了盡可能減小雜散電流對(duì)地鐵走行軌及其扣件、結(jié)構(gòu)鋼筋和沿線金屬管線等的腐蝕，在地鐵工程的設(shè)計(jì)與施工中，采用了多種方法來(lái)減少雜散電流的產(chǎn)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(jié)構(gòu)鋼筋絕緣，接地裝置采用人工接地，在地鐵車站結(jié)構(gòu)底板下設(shè)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(wǎng)。其原因在于，地鐵車站主體結(jié)構(gòu)采用的是防水混凝土及外包式防水形式，對(duì)地具有一定的絕緣性，客觀上對(duì)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(jié)構(gòu)鋼筋。目前，國(guó)內(nèi)在建和已建成投入使用的地鐵，綜合接地系統(tǒng)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(jié)構(gòu)鋼筋作為接地體的意見(jiàn)，種意見(jiàn)沒(méi)有充分考慮雜散電流防護(hù)的需要。依據(jù)CJJ49–92《地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程》中“地鐵的鋼筋結(jié)構(gòu)不應(yīng)兼作它用”的規(guī)定，國(guó)內(nèi)通行做法是地鐵車站綜合接地均設(shè)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(jié)構(gòu)鋼筋等自然接地體作為接地裝置。2綜合接地的材質(zhì)選擇接地網(wǎng)導(dǎo)體材料時(shí)應(yīng)考慮材料的熱穩(wěn)定性、在土壤中的腐蝕速度、導(dǎo)電性、材料成本及來(lái)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(wǎng)各有優(yōu)缺點(diǎn)，鋼的熱穩(wěn)定性比銅好且經(jīng)濟(jì)，而銅的導(dǎo)電性和耐腐蝕性比鋼強(qiáng)。在接地工程的設(shè)計(jì)中規(guī)定了接地裝置的防腐設(shè)計(jì)，在考慮腐蝕影響以后，接地裝置的設(shè)計(jì)使用年限應(yīng)與工程設(shè)計(jì)使用年限相當(dāng)。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(duì)地面變電所、發(fā)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(wú)法進(jìn)行更換補(bǔ)救。按照地鐵工程設(shè)計(jì)年限為100年來(lái)考慮，綜合接地系統(tǒng)材質(zhì)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(guó)內(nèi)地鐵車站綜合接地系統(tǒng)的首選材料。據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)地鐵車站綜合接地網(wǎng)材質(zhì)的選擇有采用銅包鋼的意見(jiàn)。但銅包鋼做接地體尚缺乏耐腐蝕性能的資料，相關(guān)加工工藝技術(shù)要求也沒(méi)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，在地鐵車站內(nèi)使用有較大的風(fēng)險(xiǎn)。3接地引出線的形式及安裝接地引出線是綜合接地網(wǎng)與接地母排及接地設(shè)備之間的連接裝置。綜合接地系統(tǒng)一般敷設(shè)在車站結(jié)構(gòu)底板墊層下約0.6m深處，為將綜合接地系統(tǒng)引出至車站內(nèi)的接地母排，需要由接地引出線穿越車站結(jié)構(gòu)底板。考慮到雜散電流防護(hù)的需要，地鐵車站綜合接地系統(tǒng)采用了人工接地的方式，而這個(gè)人工接地方式構(gòu)成的綜合接地網(wǎng)，其依據(jù)的原則是“外引接地，絕緣引入"，即綜合接地網(wǎng)與地鐵車站主體結(jié)構(gòu)應(yīng)該絕緣。如果綜合接地網(wǎng)與車站結(jié)構(gòu)鋼筋形成電氣連接，則會(huì)為雜散電流向外擴(kuò)散提供通路，引發(fā)地鐵車站結(jié)構(gòu)鋼筋發(fā)生電化學(xué)腐蝕，從而危及車站主體結(jié)構(gòu)的安全。接地引出線是綜合接地與車站主體結(jié)構(gòu)接觸的環(huán)節(jié)，其能否做到與結(jié)構(gòu)鋼筋之間真正的絕緣，是綜合接地網(wǎng)能否發(fā)揮真正作用的關(guān)鍵。在早期地鐵施工是銅排直接穿越車站結(jié)構(gòu)底板引出的方式，后來(lái)的地鐵車站綜合接地設(shè)計(jì)中，接地引出線多采用復(fù)合絕緣熱縮帶纏繞，并在結(jié)構(gòu)底板中預(yù)埋止水板進(jìn)行止水、絕緣保護(hù)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(jié)構(gòu)鋼筋之間的可靠絕緣造成地鐵車站結(jié)構(gòu)鋼筋接地，不能實(shí)現(xiàn)設(shè)置人工接地作為綜合接地系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目的。為實(shí)現(xiàn)綜合接地與車站主體結(jié)構(gòu)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(wǎng)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(huán)氧樹(shù)脂，以實(shí)現(xiàn)與結(jié)構(gòu)鋼筋的絕緣。除此之外，還在鋼管外再套上止水環(huán)并密封焊接，也可以起到良好的防水作用。這種結(jié)構(gòu)，對(duì)實(shí)現(xiàn)“接地網(wǎng)接地引出線需與結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)圖圖3安裝完成后的引出裝置成套引出裝置穿越車站結(jié)構(gòu)底板時(shí)的安裝位置，在設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)鋼筋接觸，影響絕緣效果。在實(shí)際施工中，由于土建施工方對(duì)設(shè)計(jì)意圖不夠理解，不能嚴(yán)格按照?qǐng)D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(jié)構(gòu)接觸，影響了引出裝置與車站主體結(jié)構(gòu)的絕緣，這是施工中應(yīng)當(dāng)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(diǎn)，處理不好，既會(huì)影響地鐵車站的防水安全，也會(huì)影響綜合接地系統(tǒng)與地鐵車站主體結(jié)構(gòu)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(qiáng)層，以強(qiáng)化防水效果.
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