铁路综合接地系统工程

铁路综合接地系统工程一、概述

铁路接地技术一直以来都是人身安全、设备安全的重要保障措施之一。随着高速铁路项目的建设，以往分散的接地方式已不能适应高速铁路发展的需要。针对我国高速铁路的特点，铁道部组织技术力量，经过对国内外接地技术的研究、消化吸收和试验验证，提出高速铁路综合接地总体技术方案，建立系统标准体系，并已在京津城际、武广、郑西、合宁、合武等高速铁路中应用并取得成效。在2010年最新颁布的铁路行业标准《高速铁路设计规范》（试行）中，将综合接地作为独立篇章重点描述，并将其确定为装备我国高速铁路的重要系统之一。1、综合接地系统的优势（1）铁路综合接地充分利用沿线设施，可有效降低钢轨电位，保证人身和设备安全，降低铁路各子系统单独接地所需的工程投资。（2）对于场坪面积条件有限或高土壤电阻率地区，采用综合接地优势特别突出，尤其是长达桥梁、隧道地段。（3）铁路各子系统接地纳入综合接地系统后，在大大降低各子系统独立进行接地处理的实施难度的同时，可有效克服各系统设备之间的电位差。2、系统构成

铁路接地工程是一项复杂的、综合性的系统工程。接地的主要目的，一是保证人身安全，二是保证设备安全。综合性表现在该系统提供了沿线建筑物、构筑物的防雷接地、强弱电设备的工作接地、保护接地、防过电压接地、防静电接地、屏蔽接地等，几乎涵盖了铁路沿线一定范围内所有的系统设备接地和防雷接地。

所涉及到的专业包括信号、通信、信息化、电气化、电力、机械、桥梁、隧道、路基、站场、无砟轨道、环工、给排水、房建等。综合接地结构示意图

（1）沿线构筑物设施内的接地装置

此类设施的接入作为综合接地系统的接地体，主要目的是为了有效降低综合接地系统的接地电阻以及接触网闪络保护，包括以下主要部分： 1）利用桥墩明挖扩大基础、桩基础的结构钢筋设置的接地极。 2）利用隧道初期支护锚杆、底板钢筋设置的接地极。 3）利用路基地段接触网支柱基础内的结构钢筋设置的接地极。 4）桥梁上部设置的接触网闪络保护接地钢筋。 5）隧道二次衬砌内设置的接触网闪络保护接地钢筋。 6）无砟轨道板内设置的接触网闪络保护接地钢筋。 7）为降低站台上跨步电压，在车站混凝土站台结构内局部设置的接地钢筋。（2）电子信息系统接地 此类接地设计主要是为满足通信、信号、信息等弱电系统设备接地的需要，包括以下主要部分： 1）距接触网带电体5m范围内的电子信息系统设备的接地。 2）沿线建筑物室内的电子信息系统接地在接入建筑物共用接地系统后，再就近与综合接地系统连接。 3）沿线长途通信电缆、电缆槽支架、漏泄电缆悬吊钢索等的接地。 4）无线通信基站及区间中继设备的杆塔等的接地装置应单独设置，达到要求后可就近接入综合接地系统。

（3）牵引供电系统接地 此类接地设计主要是为满足牵引供电系统设备接地的需要，包括以下主要部分： 1）PW线或NF线与轨道的连接必须通过扼流变压器或空心线圈中性点连接。贯通地线与信号轨道电路完全横向连接线的连接点、PW线或NF线的引下线与扼流变压器或空心线圈中性点连接点宜在同一里程。 2）牵引变电所应采用不少于两回独立的架空回流线或回流绝缘电缆（线）经扼流变压器中性点与钢轨相连接，并将回流线引入牵引变电所。回流电缆（线）的截面应满足另一回电缆（线）故障情况下的最大载流量需要。 3）牵引网中的防雷接地装置在贯通地线上的接入点与其他设备在贯通地线的接入不应共用同一接地端子。 4）牵引变电所围墙内外的管道附属设备的金属外皮应与变电所地网相连，再就近接入综合接地系统。（4）电力设施接地 沿铁路线20m范围内电力设施的接地应就近接入综合接地系统，包括以下主要内容： 1、电力架空线及其支柱上的断路器、负荷开关、电容器等设备的接地装置。 2、电力变压器的接地装置。 3、电力电缆中间接头、终端头。

（5）其他设施接地 此类接地主要是指除上述构筑物设施及系统设备以外，需要防护的设施接地，以确保人身安全。主要包括： 1、铁路沿线处于接触网带电体5m范围内的金属构件，如车站站台上的金属栏杆、雨棚柱、给水管道的阀门和设备的金属外皮、路基两侧的金属隔离栅栏等。 2、由导电材料构成的声屏障及金属支架。 3、跨电气化铁路的建筑物及构筑物外露的金属防护栅网及护栏应单独接地，有条件时可接入综合接地系统。 4、采用综合接地系统的电气化铁路，距铁路两侧20m范围以内的铁路设备房屋的接地装置应接入综合接地系统。3、主主要设设计依依据及及参考考标准准（1）《客客运专专线综综合接接地技技术实实施办办法（（暂行行）》》（铁集集成【【2006】220号））（2））《铁铁路防防雷、、电磁磁兼容容及接接地工工程技技术暂暂行规规定》》（铁建建设【【2007】39号号）（3）铁铁路路工程程建设设通用用参考考图《《铁路路综合合接地地系统统》（通号号（2009））9301）（经规规标准准【2009】】62号《《铁路路综合合接地地系统统》通通用参参考图图局部部修改改通知知》，，将桥桥隧地地段的的贯通通地线线敷设设从电电力电电缆槽槽改至至通信信信号号电缆缆槽。。）（经规规标准准【2009】】273号号《铁铁路综综合接接地系系统》》通用用参考考图局局部修修改的的通知知》，，对路路基地地段综综合接接地方方案进进行优优化，，调整整引接接线连连接方方式。。）4、参参考书书《铁路路综合合接地地和信信号设设备防防雷系系统工工程设设计指指南》》介绍了了综合合接地地系统统有关关设计计标准准及原原则，，提出出了站站前、、站后后工程程接口口的衔衔接、、预埋埋件要要求、、施工工工艺艺等重重点结结合部部设计计难题题的解解决方方案，，以及及国外外高速速铁路路综合合接地地系统统的特特点和和我国国高速速铁路路、客客运专专线综综合接接地系系统的的测试试验证证，是一本重要的参考书书。5、综合合接地地主要要设计计原则则（1））综合合接地地系统统以沿沿线两两侧敷敷设的的贯通通地线线为主主干，，充分分利用用沿线线桥梁梁、隧隧道、、路基基地段段构筑筑物设设施内内的接接地装装置作作为接接地体体，形形成低低阻等等电位位综合合接地地平台台。（2））距接接触网网带电电体5m范范围以以内的的金属属构件件和需需要接接地的的设施施、设设备应应接入入综合合接地地系统统。（3））距线线路两两侧20m范围围以内内的铁铁路设设备房房屋的的接地地装置置应接接入综综合接接地系系统。。（4））不便便与铁铁路综综合接接地系系统等等电位位连接接的第第三方方设施施必须须采取取可靠靠的隔隔离或或绝缘缘等措措施。。（5））在综综合接接地系系统中中，建建筑物物、构构筑物物及设设备在在贯通通地线线接入入处的的接地地电阻阻不应应大于于1ΩΩ。6、综合合接地地总体体技术术要求求（1））接地地端子子设置置应便便于设设备、、设施施就近近接入入综合合接地地系统统和工工程实实施。。电力力、接接触网网等强强电设设备、、设施施接地地连接接线不不得进进入通通信信信号槽槽内。。（2））桥梁梁、隧隧道、、接触触网支支柱基基础等等结构构物内内的接接地装装置应应优先先利用用结构构物中中的非非预应应力结结构钢钢筋作作为自自然接接地体体。为为防止止对预预应力力钢筋筋的影影响，，预应应力钢钢筋不不应接接入综综合接接地系系统。。（3）接地地装置置应通通过结结构物物内预预埋的的接地地端子子与贯贯通地地线可可靠连连接。。接地地端子子应直直接浇浇筑在在混凝凝土结结构内内，表表面与与结构构面齐齐平。。（4）构筑筑物内内兼有有接地地功能能（含含连接接）的的结构构钢筋筋和专专用接接地钢钢筋应应满足足接触触网短短路电电流要要求。。当结结构钢钢筋的的截面面不满满足要要求时时，可可将相相邻的的二根根钢筋筋并接接使用用（无无需改改变钢钢筋的的间距距）或或局部部更换换满足足截面面要求求的结结构钢钢筋。。7、等电位位连接接的重重要性性等电位位连接接是指指为达达到等等电位位目的的而进进行的的导体体连接接，目目的是是为了了防止止设备备与设设备之之间、、系统统与系系统之之间的的电位位差，，确保保设备备和操操作人人员的的安全全。国内外外大量量运行行经验验表明明，等等电位位连接接是设设备过过电压压保护护，同同时也也是防防止触触电的的有效效措施施，等等电位位连接接成为为共用用接地地系统统和铁铁路综综合接接地系系统的的主要要措施施。在铁路路综合合接地地系统统中，，把铁铁路沿沿线5m内内附近近的所所有金金属物物用等等电位位连接接的方方法连连接起起来形形成为为一个个良好好的等等电位位体，，沿线线建筑筑物均均应以以最短短的距距离就就近与与贯通通地线线（接地地端子子）可靠连连接。。8、综合接接地主主要器器材综合接接地系系统主主要器器材包包括贯贯通地地线、、接地地端子子、接接地连连接导导线、、C形形压接接件、、L形形连接接器等等。（1））贯通地地线贯通地地线的的规格格主要要有铜铜截面面积35mm2、70mm2。（2））接地端端子路基型型接地地端子子桥隧型型接地地端子子（3））不锈钢钢连接接线及及配套套器材材不锈钢钢连接接线及及线鼻鼻子防盗型型螺栓栓及及及工具具（4））C型压压接件件C型压压接件件及压压接工工具T形分分支连连接及及防腐腐处理理（5））L型连连接器器L型连连接器器正侧侧面图图L型连连接及及防腐腐处理理二、综合合接地地接口设计1、接接口设设计的的重要性性综合接接地系系统工工程的的实施施涉及及站前前、站站后数数十个个专业业，从土建建工程程开工工开始始，综综合接接地系系统的的预埋埋就被被提上上日程程，直直至站站后信信号、、通信信、电电气化化等专专业系系统设设备安安装、、调试试、投投入使使用为为止，，整个个系统统工程程的建建设几几乎贯贯穿整整个客客运专专线的的建设设。因因此，，如何何做好好各工工程间间的接接口尤尤为重重要。。综合接接地系系统工工程实实施的的过程程来看看，可可以将将其分分为两两个阶阶段，，一是是站前前土建建工程程预埋埋阶段段，二二是站站后各各系统统设备备接入入阶段段。为为了减减少二二次开开挖，，节省省工程程投资资，第第一阶阶段的的土建建预埋埋工程程则是是重中中之重重，是是整个个综合合接地地系统统工程程的基基础设设施，，而且且是隐隐蔽性性工程程，预预埋件件中所所有用用于接接地的的钢筋筋及连连接件件必须须保证证可靠靠的电电气连连接，，其工工程质质量直直接决决定着着后续续各系系统设设备的的正常常使用用。2、设设计分分工综合接接地设计分分工参参照《《铁路路防雷雷、接接地工工程设设计专专业分分及文文件编编制研研讨会会议纪纪要》》（鉴鉴信【【2007】96号号）1、信信号专专业为为综合合接地地系统统设计计牵头头专业业，在在路基基、桥桥梁、、隧道道、站站场、、轨道道、电电气化化、电电力、、房建建等相相关专专业的的共同同配合合下，，提出出总体体设计计原则则和设设计方方案，，提出出典型型工点点示意意图。。2、路路基、、桥梁梁、隧隧道、、站场场、轨轨道、、电气气化、、电力力、房房建等等相关关专业业按照照综合合接地地技术术要求求及典典型工工点示示意图图，完完成综综合接接地工工点设设计。。3、沿沿线需需接地地防护护的其其他相相关专专业，，均有有各自自专业业完成成接地地装置置设计计后，，按照照综合合接地地技术术要求求，可可就近近与综综合接接地系系统等等电位位连接接。4、各各专业业设备备、设设施接接地与与综合合接地地系统统之间间以预预置的的接地地端子子为界界。三、工程界界面划划分1、工工程界界面划划分通过已实施施综合接地地系统工程程的实施经经验的总结结及综合接接地系统工工程的要求求，目前客客专综合接接地系统工工程施工一一般分为两两部分完成成。一是由土建建工程完成成的部分，，包括桥梁梁、隧道、、无砟轨道道等的接地地装置、接接地极和接接地端子，，以及路基基地段贯通通地线的敷敷设预埋等等。二是由信号号工程完成成的部分，，桥梁、隧隧道地段电电缆槽内贯贯通地线的的敷设，以以及贯通地地线通过L形连接器器与电缆槽槽内接地端端子的连接接，并负责责全线综合合接地系统统等电位连连接的检查查。专业工程之之间的接口口界面在预预留的接地地端子处。。四、桥梁综综合接地1、桥梁综综合接地设计原则（1）桥梁梁地段贯通通地线敷设设在两侧通通信信号电电缆槽内。。（2）利用用桥墩基础础部分非预预应力结构构钢筋（以以下称结构构钢筋）做做接地极，，有效降低低桥梁地段段综合接地地系统的接接地电阻；；（3）利用用桥梁上表表层的局部部纵向结构构钢筋做接接触网闪落落保护接地地装置；（4）在桥桥墩顶帽及及桥梁底部部、电缆槽槽底部、护护栏基础上上部、防护护墙侧面适适当位置预预置接地端端子，并与与接地装置置钢筋可靠靠焊接利用用桥梁上表表层横向结结构钢筋实实现两侧贯贯通地线的的横连；（5）通过过L型连接接器将贯通通地线与电电缆槽底部部接地端子子连接，从从而实现桥桥梁接地装装置与综合合接地系统统间的等电电位连接。。（6）桥梁梁上有接地地需求的设设备设施均均通过预置置的接地端端子实现接接地连接。。2、工程界面面划分建议议（1）信号号工程：负负责贯通地地线的敷设设，通过L型连接器器将贯通地地线与电缆缆槽底部接接地端子进进行连接。。（2）桥梁梁工程：桥桥梁体、桥桥墩、桥台台等土建结结构中的接接地装置（（接地钢筋筋焊接等））、接地端端子预埋、、桥墩与梁梁体接地端端子间的导导线（不锈锈钢连接线线）连接。。3、桥梁综合合接地技术术要求（1）贯通通地线敷设设于通信信信号电缆槽槽中。（2）无砟砟轨道桥梁梁接地设置置要求：应应在梁体上上表层（或或保护层））设纵向接接地钢筋，，分别设于于两侧防护护墙下部及及上、下行行无砟轨道道底座板间间的1/3和2/3处，并纵纵向贯通整整片梁；轨轨道底座板板间的纵向向接地钢筋筋距混凝土土表面的距距离应小于于100mm。纵向向接地钢筋筋与梁端的的横向结构构钢筋连接接，实现两两侧贯通地地线的横连连。（3）有砟砟轨道桥梁梁接地设置置要求：应应利用梁端端的横向结结构钢筋作作为接地钢钢筋并与梁梁底的接地地端子连接接，道砟厚厚度小于0.3m的的梁体上表表面适当位位置处应设设纵向接地地钢筋。（4）桩基础桥桥墩接地设设置：在每每根桩中应应有一根通通长接地钢钢筋，桩中中的接地钢钢筋在承台台中应环接接，桥墩中中应有二根根接地钢筋筋，一端与与承台中的的环接钢筋筋相连，另另一端与墩墩帽处的接接地端子相相连。（5）明挖基础础桥墩接地地设置：1）在基底底底面设一层层钢筋网做做为水平接接地极，水水平接地极极应满布基基底底面；；钢筋网格格间距宜按按照1m×1m设置，中部部"十字"交叉的两根根钢筋上的的网格节点点应