浅谈地铁车站的防雷接地保护措施

摘要：文章对地铁车站的防雷以及接地系统进行了一个全面、详细的分析，同时对金属屋面防雷、外引接地、绝缘引入等与之相关的问题都做出了较为全面的讨论，提出了合理的解决方案，消除了地铁站工程技术人员的顾虑，为每位乘客提供了安全、舒适的乘车环境。

关键词：地铁车站；防雷接地保护；轨道交通

中图分类号：TU856 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）05-0062-03

当今社会，随着城市轨道交通的不断发展和变化，给我们的日常出行和工作都带来了极大的便利，但是，在设计这些城市轨道交通的同时，也给我们的设计人员们带来了很多难题。当这些交通命脉从城市延伸至地下，从郊外过渡到高架桥的时候，地铁站的防雷措施怎样才可以得到保障？这个严峻的问题就摆在了工程设计人员面前。

1 地铁站防雷电保护

雷电是生活中非常常见的一种自然现象。这种自然现象除了可以对人的生命产生严重的威胁以外，它同时还会对各种电气设备，特别是电子设备等产生一系列影响，严重时，甚至可以将其损坏。对于我国而言，雷电灾害频发，带来的伤害以及财产损失也是相当大的。如果雷电直接落在电路上，这种雷被称之为直击雷，如果雷电掉落在电线附近，再耦合到电线上，这种雷被称之为感应雷，这种感应雷通常会在运输电压上形成过电压，然后沿着线路向四处辐射式展开，影响其他电器设备的安全。

对于自然界的雷电现象而言，它的传播途径相当广泛，它可以从建筑以及电力逐渐拓展到各个行业领域中，尤其是与高新技术有关系的领域，比如数据中心、互联网等。我国是一个雷电多发区，而我国的地铁站是一个由各种专业共同组成的建筑结构，里面包括了AFC、供电、综合监管、通讯等各种弱电系统，因此，对我国的地铁站进行防雷措施保护具有非常重要的意义。

2 过电压保护

当地铁站的过电压在运行的时候，往往会遭受到操作过电压、暂态过电压等多种因素的干扰和侵袭，这会对地铁站的各种电气设施直接造成严重破坏，严重时，甚至会引发一系列安全事故。如果对地铁站安装过电压保护装置，则可以有效地保护地铁站中的各种设备和设施，对整个过电压进行限制。过电压保护装置属于地铁站的系统范畴，它体现在地铁站过电压中的各个环节，地铁中的降压变电所是最主要的组成部分，对其必须采取以下过电压保护措施：在变电所的母线对地之间要设置避雷器，它可以位于变电所内部，在设置之前，一定要根据房屋防雷规定的要求，对其进行系统设置避雷带或者避雷针；要在动力变压器的两侧或者重要供电设备的末尾及配电箱的每条母线上，装上电涌保护器，这样可以有效地防止雷击。

3 接地保护措施

在我国的地铁站中，目前最为常见的几种接地系统的保护措施主要有电子信息的信号接地、防雷接地、工作接地等。在通常情况下，防雷接地和电子信息的信号接地都属于同一种接地系统，而且实施的是电位联合防范措施。在地铁站内部，接地装置中的电阻要用最小值来确定，并且将它安装到各个设备当中，同时，地铁站要根据弱点设备的各种要求，来确定电阻值R≤0.5Ω。

4 地铁站中的防雷接地保护

4.1 供电系统的防雷措施

对于我国的地铁站防雷保护而言，地铁站中的每一个变电所都应该由专线供电，在每一座新建的变电所里，必须设置两台或者两台以上的专用电变压器。在变电所进线和母线之间，设置一个避雷器，通过这样的设置，则可以有效地防止变电所内部的过电压以及大气。在地面以及与地面的交界处设置一个避雷器，这样做的目的，是为了有效防止雷电进入隧道，进一步保护地铁隧道中的电气设备。与此同时，要在变电所母线之间设置好避雷器，这样做是为了防止变电所中的过电压。在选择避雷器的时候，应该根据地铁站的实际情况进行选择，设置好计数器，并且时时刻刻地观察避雷器的动向。

4.2 地铁站的接地网

在地铁站的车站之间要设置好接地网，而且这种接地网的电阻通常不能超过0.5Ω，如果遇到特殊情况，可以合理、适当地调整接地电阻，但是在提高电阻的同时，应该满足弱电系统的接地要求，一般情况下，不能超过1Ω，在此基础上，还要同时满足接触电压和跨步电压的要求。在地铁站中，所有的全线网会通过接地扁铜、金属铠装等各种设备，与水平接地网连成一体，从而形成高低压兼容、强弱电合一的综合接地系统。在地铁站中的每一个金属管线和系统，都应该做好电位连接，让车站之间的地母排线紧密相连，同时保障与综合地网相互连接。

4.3 高架站的防雷措施

对于地铁中的高架站而言，要使用金属作为接闪器，同时还要把金属结构做成避雷网络，并且使防雷引线和主柱的内部钢筋相互连通。利用其中的钢结构梁作为引下线，混凝土结构梁以及柱内主筋要与钢结构梁的下部相互连接，混凝土结构柱内的主筋应该经过焊接，来作为防雷引下线的一部分，引下线的间距不可以超过15m。要在混凝土的柱内选两根主筋，分别和站台层、站厅的纵梁以及横梁焊接牢固，使其形成一个较为坚固的自然接地体。所有的自然接地体都必须要与钢筋结构相互贯通，保证每一个接地体的焊接口牢固。在地铁站的出口，结构梁必须预留几个接地端子，这些接地端子必须与接地网格进行电气连接。在防雷引线和地面0.5m的地方做断接测试卡。在设置综合接地网的时候，可以借鉴车站地网对其进行设计。

4.4 车站电涌的保护方案

在地铁站中，弱电系统非常之多，比如信号系统、通讯系统、民用通讯、公安通讯、报警系统等。在这些电子设备中，电源系统的中性点工作接地、保护接地、电子设备等电位连接基地以及电力信息线路的电涌保护器接地等，都使用的是同一个接地系统。在每个弱电系统电源箱进线的地方安装电涌保护器，与此同时要根据SPD级间配合的各种要求，不断装设多级SPD，这样做可以有效减少过电压和系统内暂态过电压的能量。

5 我国地铁站防雷与接地系统的组成

对于我国地铁站而言，它的主题结构都在地面以下，只有冷却塔、风亭和入口罩棚等设施在地面以上，这些设施的高度通常都比较低，因此，可以根据防雷装置，局部对其进行防雷接地保护措施，在整个地铁站中，主要是以感应雷为主。在整个地铁站中，内部接地网和外部接地网这两种网络共同组成了接地装置，这两种接地装置的接地端与地端子箱紧密相连，它主要是以保护接地和工作接地为主。在地铁站中，存在着很多直流牵引系统，同时还有很多负极与正极的行轨回流。所以，为了避免杂散电流可以顺利地从接地极向外流出，影响整个城市地下金属网，迄今为止，地铁站中的接地装置一直在使用外引接地极，对设备的基础槽钢金进行了绝缘处理。在我国的地铁站中，它的防雷和接地系统主要由以下部分组成：

5.1 外引接地

在我国的地铁站中，其内部的接地极通常是由垂直接地极和水平接地极所组成的，通常位于地铁站结构底板以下位置，利用防水层，使其和底板绝缘。其中的水平接地使用的是铜母排，铜母排外缘的角都要成弧形，因为只有这样，才可以有效地降低接触电极和跨步电势；对于垂直接地，则需要用到铜管，根据其中的电解率，算出单根垂直接地极的长度和垂直接地的总数量。在这期间，地铁站中的车站要引出四组接地线，按照弱电、强电以及等电位分别设置，并且在这些电阻之间要保持一定距离。因为这些都属于永久性的地铁设施，所以在选用的时候，必须使用铜材。

5.2 接地引出线

对于地铁站中的接地引出线而言，每一组接地引出线都必须有三个甚至更多的接触引出点，要对这些点进行一个绝缘处理。这些接触点必须使用铜母排，与此同时，还要穿过止水板，将其固定在电缆夹层的墙上。

5.3 接地电缆以及接地母排端子板

接地电缆要使用单芯组燃铜芯电缆，它可以用在连接接地引出线与接地母排端子板、地母排端子板和接地端子箱之间。

接地母排端子板设置在站台板下或者是电缆夹层以内，它直接与接地引出线相互连接，作为功能完全不同的接地母排，接地端子箱要设置在末尾处，使其直接和各个设备相互连接。

5.4 地铁站防雷装置的设置

要根据地铁站的具体情况，在地铁站外部对设施设置各种防雷装置。在这些防雷装置中，不可以使用钢筋结构制造而成的。只能在地铁站外面做好接地装置。里面的接地极、接闪器、引下线都只能使用人工装置。

6 结语

地铁站的工程设计人员们只有从原理上不断深入研究和学习防雷与接地知识，掌握整个地铁站的特殊性，才可以充分地认识和了解到整个地铁站的接地系统以及防雷系统，设计和使用更加合理的方案。这样做不仅可以减少资金和设备的投入，还可以大大加快地铁站的建设速度，大幅度提升工作效率，让地铁站的防雷以及接地系统不断

完善。

参考文献

[1] 刘永红.地铁车站的防雷接地保护研究[J].铁道工程学报，2008，（4）：94-97.

[2] 王志维.车站信号设备综合防雷系统工程设计的探讨

[J].铁道通信信号，2006，42（12）：1-4.

[3] 赵静，何正友，钱清泉，等.地铁主控系统防雷接地研究

[J].电力自动化设备，2007，27（1）：104-107.

作者简介：周红军（1982-），男，甘肃秦安人，中铁电气化局集团有限公司助理工程师，研究方向：地铁机电安装。