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15.7 杂散电流防护与接地


15.7.1 杂散电流腐蚀防护的原则应为抑制杂散电流产生,并应减少杂散电流向地铁外部扩散。
15.7.2 对杂散电流及防护对象应进行自动监测。
15.7.3 无砟道床中应设置排流钢筋网,并应与其他结构钢筋、金属管线、接地装置非电气连接。不应利用结构钢筋作为排流网。
15.7.4 对有砟道床应采取加强杂散电流腐蚀防护的措施。
15.7.5 牵引变电所应设置杂散电流监测及排流设施,应根据杂散电流的监测情况,决定是否将排流设施投入使用。
15.7.6 上、下行轨道间应设置均流线,均流线间距不宜大于600m。
15.7.7 均流线具体位置应与信号、轨道专业共同确定,且每处不应少于2根电缆。
15.7.8 兼做回流的走行轨与隧洞主体结构(或大地)之间的过渡电阻值,以及杂散电流腐蚀防护的其他要求,应符合现行行业标准《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》CJJ 49的有关规定。
15.7.9 供电系统中电气装置与设施的外露可导电部分除有特殊规定外均应接地。
15.7.10 当供电系统与其他系统共用接地装置时,其接地电阻不应大于接入设备中要求的最小值。
15.7.11 变电所接地装置应能降低接触电位差和跨步电位差,并应符合现行行业标准《交流电气装置的接地设计规范》GB/T 50065的有关规定。
15.7.12 变电所应利用车站结构钢筋或变电所结构基础钢筋等自然接地极作为接地装置,并宜敷设以水平接地极为主的人工接地网。自然接地装置和人工接地网间应采用不少于两根导体在不同地点相连接。自然接地极与人工接地网的接地电阻值应能分别测量。
15.7.13 接地装置至变电所的接地线的截面,不应小于系统中保护地线截面的最大值。
15.7.14 配电变压器低压侧中性点应直接接地。
15.7.15 直流牵引供电系统应为不接地系统,牵引变电所中的直流牵引供电设备必须绝缘安装。
15.7.16 正常双边供电运行时,站台处走行轨对地电位不应大于120V,车辆基地库线走行轨对地电位不应大于60V。当走行轨对地电压超标时,应采取短时接地措施。
条文说明
15.7.3、15.7.5 国际电工委员会IEC标准《Railway applica-tions-Fixed installations-Part 2:Protective provisions against the effects of stray currents caused by d.c.traction systems》IEC62128-2:12003指出,任何与变电所负母线的连接,即使通过单向导通装置等措施,都将增大杂散电流值。因此,连接到负母线的任何连接设置时都应考虑对杂散电流的整体影响。因此除必要的杂散电流排流网外,其他设施均不应作为排流使用,且排流网不应常态导通。
15.7.4 有砟道床一般应用于地上线路,虽然有砟道床本身由于碎石之间的间隙较多,绝缘程度较好,但受雨、雪及运营维护影响较大,因此有砟道床也应采取杂散电流腐蚀防护措施。
    没有实践表明,无道床内设置排流网的做法也适用于有砟道床。因此有砟道床杂散电流腐蚀防护采用加强回流轨绝缘、适当控制有砟道床段牵引供电距离、减小回流轨阻抗以降低走行轨对地电位,降低杂散电流的泄漏等防护措施。
15.7.6、15.7.7 为减少回流网阻抗,牵引供电系统要求上、下行回流轨间应做必要的并联以均流,但这种并联若涉及信号系统的信息传输,均流线设置应得到信号系统的认可。
15.7.12 由于人身安全需要,车站结构主体钢筋应作为等电位连接内容,而在满足相关条件的情况下,利用车站主体钢筋等自然接地极作为接地装置能够减少工程投资并有利于保持接地电阻的稳定性。但鉴于土壤电阻率在土层纵向和横向可能都存在变化,设计很难准确计算出利用车站主体结构钢筋等自然接地极作为接地装置时的接地电阻值,而地铁地下工程与民建工程不同,预留人工接地网外引条件存在实施上的难度,故作此规定。
    当确定采用结构主体钢筋等自然接地极能够满足接地装置的接地电阻要求时,也可不设置人工接地网。人工接地网应绝缘引人地铁内,目的为了实现自然接地极与人工接地网能够分别测量。
15.7.14 低压配电系统接地形式分为TN、TT和IT,每种接地形式各有其不同特点。对于地铁工程可根据车站、车辆基地内建筑分布和用电设备的位置选用不同的接地形式。地铁车站内部位于同一个总等电位范围内部的用电设备,配电系统应采用TN-S接地形式;变电所对车辆基地内各单体建筑的配电可采用TN-C-S;对于车站外广场、车辆基地厂区用电设备如路灯配电宜采用局部TT系统等,因此将原规范第14.7.7条规定的配电系统应采用TN-S系统接地形式取消。
15.7.15 为减少直流杂散电流泄漏,并防止结构主体钢筋因杂散电流腐蚀而产生安全隐患,作此规定。直流牵引供电系统采用不接地系统,变电所直流牵引供电设备采用绝缘安装,有利于结构主体钢筋腐蚀防护,同时保障地铁沿线其他市政金属管线的安全。
15.7.16 为了防止走行轨对地电压异常而使车站内乘客上下车时产生电击伤害;也为了避免车辆基地电化库内走行轨对地电位较高产生放电而对维护人员产生心理影响;并有利于减少牵引变电所的分布数量,故作此规定。
     条文中提出的走行轨对地电压不大于120V或60V是基于IEC标准《Railway applications-Fixed installations-Part 1:Pro-tective provisions relating to electrical safety and earthing》IEC62128-1:2003第7.3条的部分内容。
    IEC 62128-1:2003
    7.3 DC traction systems
    7.3.1 Short time conditions
    The touch voltages shall not exceed the values shown in table 4.
Table 4-Maximum permissible touch voltages
Ut in d.c.traction system systems as a function
of short time conditions t is the time duration of
current flow in s Ut is the touch voltage in V

    7.3.2 Temporary conditions
    7.3.2.1 The accessible voltages shall not exceed the val-ues shown in the table 5.
Table S-Maximum permissible accessible voltages
Us in dc traction system as a function of
temporary conditions
    7.3.2.2 For workshops similar locations 7.3.3 shall apply
    7.3.3 Permanent conditions
    The accessible voltages shall not exceed 120V except in workshops and similar locations where the limit shall be 60V.
    正常运行方式,因不明原因造成走行轨对地电压超标或非正常运行方式下,走行轨对地电位超标,可能对乘客上下车产生电击伤害时,应采用短时接地措施,以保证人身安全。但接地措施的实施将造成杂散电流的腐蚀影响。
 
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地铁设计规范 GB50157-2013
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