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1目前地鐵車站中等電位聯結常見設計方案

目前在地鐵車站中等電位聯結的做法不統一，常見的做法有3種。

1.1局部等電位端子板連接成環并與接地母排聯結大連地鐵1號線功成街站將站廳層不同房間內局部等電位聯結端子板連成環，與車站設備接地母排聯結，如圖1所示。此種做法采用截面為95的單芯電纜連接成環，與設備接地母排連接。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。上述等電位聯結的做法相當于在原有回路PE線上并聯敷設第2根PE線，由式（1）可知，這根PE線遠遠大于原有PE線的電感，大部分故障電流還是通過緊靠相線回路的PE線返回電源，只有很小一部分故障電流通過第2根PE線返回電源，故障電壓基本沒變。所以，上述局部等電位聯結的做法沒必要再另外敷設1根電纜與設備接地母排連接，對減小故障電壓作用不大，應取消單獨設置的接地電纜。局部等電位端子板連接成環是不合理的，原因見下述分析。以功成街站站廳層照明配電室內某配電箱為例，其進線電源采用WDZA－YJY－1kV3×120＋2×70電纜，距離變電所80m，配電回路相關參數見表1。

1.1.1變壓器高壓側系統阻抗計算對于D，yn11連接變壓器，零序電流不能在高壓側流通，故不計入高壓側零序阻抗。器短路損耗，kW。

1.1.2低壓配電線路的阻抗計算根據文獻［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。對于長度為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配電箱發生單相接地故障時的工頻故障電壓計算。當照明配電室內該配電箱發生單相接地故障時，工頻故障電壓（121V）通過如圖1所示的互聯導線傳導到其他房間內，增加了其他非故障區域內人被電擊的危險性，因此，不應將各個房間內的局部等電位聯結端子板連接成環。

1.2輔助等電位聯結深圳地鐵2號線香蜜站等電位聯結采用總等電位聯結及輔助等電位聯結，將相鄰的可導電金屬管線采用輔助等電位聯結線連接在一起。依據GB50054—2011《低壓配電設計規范》第5．2．5條［7］：當電氣裝置或電氣裝置某一部分發生接地故障后，間接接觸的保護電器不能滿足自動切斷電源的要求時，應在局部范圍內將本規范第5．2．4條第1款所列可導電部分再做一次局部等電位聯結，亦可將伸臂范圍內能同時觸及的2個可導電部分之間做輔助等電位聯結。局部等電位聯結或輔助等電位聯結的有效性應符合R≤50／Ia的要求。相鄰可導電部分之間連接后，只要能滿足R50／Ia，則輔助等電位聯結可以有效地減少電擊。但只采用輔助等電位聯結的缺點在于：1）后期管理困難；2）無法檢驗是否做到位。

1.3局部等電位聯結端子箱與結構鋼筋聯結寧波地鐵2號線孔浦站等電位聯結采用局部等電位聯結，并且采用導線連接至車站結構鋼筋。依據GB50157—2013《地鐵設計規范》第15．5．8條［8］：當電氣裝置采用接地故障保護時，車站、區間、控制中心、車輛基地內的單體建筑等應設置包括建筑物或構筑物結構鋼筋在內的總等電位聯結。局部等電位聯結端子箱與結構鋼筋連接也是可行的。但這種做法也存在一些缺點：1）有的房間四周都是磚墻，與結構鋼筋連接困難；2）設備區走廊、公共區內的設備外露可導電部分和外界可導電部分未設置等電位聯結。

2等電位聯結更合理做法

地鐵車站局部等電位聯結不是要把車站內的所有可導電部分都連接在一起，而應根據保護范圍確定，局部等電位聯結線越短越好，各房間內的局部等電位聯結端子板不應互連。GB16895．21—2011／IEC60364441《低壓電氣裝置》中規定：輔助等電位聯結應包括可同時觸及的固定式電氣設備的外露可導電部分和外界可導電部分，如果切實可行，也包括鋼筋混凝土結構內的主筋［10］。在地鐵車站等電位聯結設計中，若房間內有結構柱，且與結構鋼筋連接便利，可預埋與鋼筋連接的鋼板，并將局部等電位聯結端子排通過導線連接至預埋鋼板；若房間內無結構柱，且無外露鋼筋，可在房間內設置局部等電位聯結端子排，將房間內的設備外露可導電部分、外界可導電部分及配電箱PE線連接在此處。局部等電位聯結示意圖如圖2所示。在設備集中的房間內，可采用輔助等電位聯結和局部等電位聯結相結合的方式進一步降低接觸電壓。局部等電位聯結原理圖如圖3所示。在地鐵車站中某房間內A和B用電設備相距約為0．5m，在僅采用局部等電位聯結時，用電設備A發生接地故障，故障電流Id中的一部分電流Id2經過本身的PE線返回電源點，另一部分電流Id1經過局部等電位連接線和用電設備B的PE線返回電源。人在該房間內若同時觸及A和B2個用電設備外露可導電部分時，接觸電壓為由圖3可知：輔助等電位聯結線短于A和B用電設備連接至局部等電位端子箱的導線長度，即阻抗Z1＋Z2＞Z3；采用輔助等電位聯結后，相當于在原有的基礎上并聯1個阻抗，將原有的電流Id1分流，也就是Id1＞Id3。經過比較可知，Ut′＜Ut，所以，在設備集中的設備房間內采用輔助等電位聯結和局部等電位聯結相結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性。考慮到設備區走廊內及公共區管線數量多，彼此緊靠，且管線底標高基本位于2．5m以上，建議在設備區走廊及公共區采用輔助等電位聯結方式。若設置局部等電位聯結，不僅接線不便，而且連接至局部等電位端子板的聯結線過長，對降低接觸電壓作用不大。在配電設備集中的房間，如變電所、環控電控室、蓄電池室及照明配電室等房間內，除采用上述等電位聯結保護措施外，還可采用地面鋪設絕緣橡膠墊的措施來降低人被電擊的危險性。

3結論與建議

地鐵車站中的等電位聯結能使設備外露可導電部分和外界可導電部分電位相等或接近，從而實現其安全防護的目的。在地鐵工程設計中，做好等電位聯結可減少人身間接觸電危險的發生，保護生命安全。建議在今后等電位聯結設計中重視以下問題：1）不應將不同房間內的局部等電位聯結端子板互連成環；2）不需要另外設置接地電纜將局部等電位聯結端子板連接至接地母排；3）在切實可行的情況下，將局部等電位聯結端子板與結構鋼筋連接；4）局部等電位聯結與輔助等電位聯結方式相結合使用。要根據具體情況采用合理的等電位聯結方式，希望在今后設計中不斷完善、改進地鐵車站中等電位聯結的做法，達到有效防電擊的目的。

作者：高婷厲紅星單位：中鐵隧道勘測設計院有限公司