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1目前地鐵車(chē)站中等電位聯(lián)結(jié)常見(jiàn)設(shè)計(jì)方案

目前在地鐵車(chē)站中等電位聯(lián)結(jié)的做法不統(tǒng)一，常見(jiàn)的做法有3種。

1.1局部等電位端子板連接成環(huán)并與接地母排聯(lián)結(jié)大連地鐵1號(hào)線功成街站將站廳層不同房間內(nèi)局部等電位聯(lián)結(jié)端子板連成環(huán)，與車(chē)站設(shè)備接地母排聯(lián)結(jié)，如圖1所示。此種做法采用截面為95的單芯電纜連接成環(huán)，與設(shè)備接地母排連接。在線路截面相同的條件下，回路阻抗取決于回路感抗，而回路感抗與回路電感成正比，回路電感的計(jì)算公式。從式（1）可知，PE線與相線間的距離D越大，線路感抗越大。上述等電位聯(lián)結(jié)的做法相當(dāng)于在原有回路PE線上并聯(lián)敷設(shè)第2根PE線，由式（1）可知，這根PE線遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于原有PE線的電感，大部分故障電流還是通過(guò)緊靠相線回路的PE線返回電源，只有很小一部分故障電流通過(guò)第2根PE線返回電源，故障電壓基本沒(méi)變。所以，上述局部等電位聯(lián)結(jié)的做法沒(méi)必要再另外敷設(shè)1根電纜與設(shè)備接地母排連接，對(duì)減小故障電壓作用不大，應(yīng)取消單獨(dú)設(shè)置的接地電纜。局部等電位端子板連接成環(huán)是不合理的，原因見(jiàn)下述分析。以功成街站站廳層照明配電室內(nèi)某配電箱為例，其進(jìn)線電源采用WDZA－YJY－1kV3×120＋2×70電纜，距離變電所80m，配電回路相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表1。

1.1.1變壓器高壓側(cè)系統(tǒng)阻抗計(jì)算對(duì)于D，yn11連接變壓器，零序電流不能在高壓側(cè)流通，故不計(jì)入高壓側(cè)零序阻抗。器短路損耗，kW。

1.1.2低壓配電線路的阻抗計(jì)算根據(jù)文獻(xiàn)［6］可查得截面為（3×120＋2×70）mm2的銅芯電纜相保電阻為0．596mΩ／m，相保電抗為0161mΩ／m。對(duì)于長(zhǎng)度為80m的銅芯電纜，Rphp•L＝0596×80＝4768mΩ，Xphp•L＝0161×80＝1288mΩ。

1.1.3功成街站站廳層照明配電室內(nèi)配電箱發(fā)生單相接地故障時(shí)的工頻故障電壓計(jì)算。當(dāng)照明配電室內(nèi)該配電箱發(fā)生單相接地故障時(shí)，工頻故障電壓（121V）通過(guò)如圖1所示的互聯(lián)導(dǎo)線傳導(dǎo)到其他房間內(nèi)，增加了其他非故障區(qū)域內(nèi)人被電擊的危險(xiǎn)性，因此，不應(yīng)將各個(gè)房間內(nèi)的局部等電位聯(lián)結(jié)端子板連接成環(huán)。

1.2輔助等電位聯(lián)結(jié)深圳地鐵2號(hào)線香蜜站等電位聯(lián)結(jié)采用總等電位聯(lián)結(jié)及輔助等電位聯(lián)結(jié)，將相鄰的可導(dǎo)電金屬管線采用輔助等電位聯(lián)結(jié)線連接在一起。依據(jù)GB50054—2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》第5．2．5條［7］：當(dāng)電氣裝置或電氣裝置某一部分發(fā)生接地故障后，間接接觸的保護(hù)電器不能滿(mǎn)足自動(dòng)切斷電源的要求時(shí)，應(yīng)在局部范圍內(nèi)將本規(guī)范第5．2．4條第1款所列可導(dǎo)電部分再做一次局部等電位聯(lián)結(jié)，亦可將伸臂范圍內(nèi)能同時(shí)觸及的2個(gè)可導(dǎo)電部分之間做輔助等電位聯(lián)結(jié)。局部等電位聯(lián)結(jié)或輔助等電位聯(lián)結(jié)的有效性應(yīng)符合R≤50／Ia的要求。相鄰可導(dǎo)電部分之間連接后，只要能滿(mǎn)足R50／Ia，則輔助等電位聯(lián)結(jié)可以有效地減少電擊。但只采用輔助等電位聯(lián)結(jié)的缺點(diǎn)在于：1）后期管理困難；2）無(wú)法檢驗(yàn)是否做到位。

1.3局部等電位聯(lián)結(jié)端子箱與結(jié)構(gòu)鋼筋聯(lián)結(jié)寧波地鐵2號(hào)線孔浦站等電位聯(lián)結(jié)采用局部等電位聯(lián)結(jié)，并且采用導(dǎo)線連接至車(chē)站結(jié)構(gòu)鋼筋。依據(jù)GB50157—2013《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》第15．5．8條［8］：當(dāng)電氣裝置采用接地故障保護(hù)時(shí)，車(chē)站、區(qū)間、控制中心、車(chē)輛基地內(nèi)的單體建筑等應(yīng)設(shè)置包括建筑物或構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)鋼筋在內(nèi)的總等電位聯(lián)結(jié)。局部等電位聯(lián)結(jié)端子箱與結(jié)構(gòu)鋼筋連接也是可行的。但這種做法也存在一些缺點(diǎn)：1）有的房間四周都是磚墻，與結(jié)構(gòu)鋼筋連接困難；2）設(shè)備區(qū)走廊、公共區(qū)內(nèi)的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分和外界可導(dǎo)電部分未設(shè)置等電位聯(lián)結(jié)。

2等電位聯(lián)結(jié)更合理做法

地鐵車(chē)站局部等電位聯(lián)結(jié)不是要把車(chē)站內(nèi)的所有可導(dǎo)電部分都連接在一起，而應(yīng)根據(jù)保護(hù)范圍確定，局部等電位聯(lián)結(jié)線越短越好，各房間內(nèi)的局部等電位聯(lián)結(jié)端子板不應(yīng)互連。GB16895．21—2011／IEC60364441《低壓電氣裝置》中規(guī)定：輔助等電位聯(lián)結(jié)應(yīng)包括可同時(shí)觸及的固定式電氣設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分和外界可導(dǎo)電部分，如果切實(shí)可行，也包括鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)的主筋［10］。在地鐵車(chē)站等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)中，若房間內(nèi)有結(jié)構(gòu)柱，且與結(jié)構(gòu)鋼筋連接便利，可預(yù)埋與鋼筋連接的鋼板，并將局部等電位聯(lián)結(jié)端子排通過(guò)導(dǎo)線連接至預(yù)埋鋼板；若房間內(nèi)無(wú)結(jié)構(gòu)柱，且無(wú)外露鋼筋，可在房間內(nèi)設(shè)置局部等電位聯(lián)結(jié)端子排，將房間內(nèi)的設(shè)備外露可導(dǎo)電部分、外界可導(dǎo)電部分及配電箱PE線連接在此處。局部等電位聯(lián)結(jié)示意圖如圖2所示。在設(shè)備集中的房間內(nèi)，可采用輔助等電位聯(lián)結(jié)和局部等電位聯(lián)結(jié)相結(jié)合的方式進(jìn)一步降低接觸電壓。局部等電位聯(lián)結(jié)原理圖如圖3所示。在地鐵車(chē)站中某房間內(nèi)A和B用電設(shè)備相距約為0．5m，在僅采用局部等電位聯(lián)結(jié)時(shí)，用電設(shè)備A發(fā)生接地故障，故障電流Id中的一部分電流Id2經(jīng)過(guò)本身的PE線返回電源點(diǎn)，另一部分電流Id1經(jīng)過(guò)局部等電位連接線和用電設(shè)備B的PE線返回電源。人在該房間內(nèi)若同時(shí)觸及A和B2個(gè)用電設(shè)備外露可導(dǎo)電部分時(shí)，接觸電壓為由圖3可知：輔助等電位聯(lián)結(jié)線短于A和B用電設(shè)備連接至局部等電位端子箱的導(dǎo)線長(zhǎng)度，即阻抗Z1＋Z2＞Z3；采用輔助等電位聯(lián)結(jié)后，相當(dāng)于在原有的基礎(chǔ)上并聯(lián)1個(gè)阻抗，將原有的電流Id1分流，也就是Id1＞Id3。經(jīng)過(guò)比較可知，Ut′＜Ut，所以，在設(shè)備集中的設(shè)備房間內(nèi)采用輔助等電位聯(lián)結(jié)和局部等電位聯(lián)結(jié)相結(jié)合的方式能有效地降低接觸電壓，更近一步降低人被電擊的危險(xiǎn)性。考慮到設(shè)備區(qū)走廊內(nèi)及公共區(qū)管線數(shù)量多，彼此緊靠，且管線底標(biāo)高基本位于2．5m以上，建議在設(shè)備區(qū)走廊及公共區(qū)采用輔助等電位聯(lián)結(jié)方式。若設(shè)置局部等電位聯(lián)結(jié)，不僅接線不便，而且連接至局部等電位端子板的聯(lián)結(jié)線過(guò)長(zhǎng)，對(duì)降低接觸電壓作用不大。在配電設(shè)備集中的房間，如變電所、環(huán)控電控室、蓄電池室及照明配電室等房間內(nèi)，除采用上述等電位聯(lián)結(jié)保護(hù)措施外，還可采用地面鋪設(shè)絕緣橡膠墊的措施來(lái)降低人被電擊的危險(xiǎn)性。

3結(jié)論與建議

地鐵車(chē)站中的等電位聯(lián)結(jié)能使設(shè)備外露可導(dǎo)電部分和外界可導(dǎo)電部分電位相等或接近，從而實(shí)現(xiàn)其安全防護(hù)的目的。在地鐵工程設(shè)計(jì)中，做好等電位聯(lián)結(jié)可減少人身間接觸電危險(xiǎn)的發(fā)生，保護(hù)生命安全。建議在今后等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)中重視以下問(wèn)題：1）不應(yīng)將不同房間內(nèi)的局部等電位聯(lián)結(jié)端子板互連成環(huán)；2）不需要另外設(shè)置接地電纜將局部等電位聯(lián)結(jié)端子板連接至接地母排；3）在切實(shí)可行的情況下，將局部等電位聯(lián)結(jié)端子板與結(jié)構(gòu)鋼筋連接；4）局部等電位聯(lián)結(jié)與輔助等電位聯(lián)結(jié)方式相結(jié)合使用。要根據(jù)具體情況采用合理的等電位聯(lián)結(jié)方式，希望在今后設(shè)計(jì)中不斷完善、改進(jìn)地鐵車(chē)站中等電位聯(lián)結(jié)的做法，達(dá)到有效防電擊的目的。

作者：高婷厲紅星單位：中鐵隧道勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司