铁路综合接地系统工程概述

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、、主主要要设设计计依依据据及及参参考考标标准准（1）《《客客运运专专线线综综合合接接地地技技术术实实施施办办法法（（暂暂行行））》》（铁铁集集成成【【2006】】220号号））（2））《《铁铁路路防防雷雷、、电电磁磁兼兼容容及及接接地地工工程程技技术术暂暂行行规规定定》》（铁铁建建设设【【2007】】39号号））（3）铁铁路路工工程程建建设设通通用用参参考考图图《《铁铁路路综综合合接接地地系系统统》》（通通号号（（2009））9301））（经经规规标标准准【【2009】】62号号《《铁铁路路综综合合接接地地系系统统》》通通用用参参考考图图局局部部修修改改通通知知》》，，将将桥桥隧隧地地段段的的贯贯通通地地线线敷敷设设从从电电力力电电缆缆槽槽改改至至通通信信信信号号电电缆缆槽槽。。））（经经规规标标准准【【2009】】273号号《《铁铁路路综综合合接接地地系系统统》》通通用用参参考考图图局局部部修修改改的的通通知知》》，，对对路路基基地地段段综综合合接接地地方方案案进进行行优优化化，，调调整整引引接接线线连连接接方方式式。。））4、、参参考考书书《铁铁路路综综合合接接地地和和信信号号设设备备防防雷雷系系统统工工程程设设计计指指南南》》介绍绍了了综综合合接接地地系系统统有有关关设设计计标标准准及及原原则则，，提提出出了了站站前前、、站站后后工工程程接接口口的的衔衔接接、、预预埋埋件件要要求求、、施施工工工工艺艺等等重重点点结结合合部部设设计计难难题题的的解解决决方方案案，，以以及及国国外外高高速速铁铁路路综综合合接接地地系系统统的的特特点点和和我我国国高高速速铁铁路路、、客客运运专专线线综综合合接接地地系系统统的的测测试试验验证证，是一本本重要要的参考考书书。。5、综综合合接接地地主主要要设设计计原原则则（1））综综合合接接地地系系统统以以沿沿线线两两侧侧敷敷设设的的贯贯通通地地线线为为主主干干，，充充分分利利用用沿沿线线桥桥梁梁、、隧隧道道、、路路基基地地段段构构筑筑物物设设施施内内的的接接地地装装置置作作为为接接地地体体，，形形成成低低阻阻等等电电位位综综合合接接地地平平台台。。（2））距距接接触触网网带带电电体体5m范范围围以以内内的的金金属属构构件件和和需需要要接接地地的的设设施施、、设设备备应应接接入入综综合合接接地地系系统统。。（3））距距线线路路两两侧侧20m范范围围以以内内的的铁铁路路设设备备房房屋屋的的接接地地装装置置应应接接入入综综合合接接地地系系统统。。（4））不不便便与与铁铁路路综综合合接接地地系系统统等等电电位位连连接接的的第第三三方方设设施施必必须须采采取取可可靠靠的的隔隔离离或或绝绝缘缘等等措措施施。。（5）在在综合接接地系统统中，建建筑物、、构筑物物及设备备在贯通通地线接接入处的的接地电电阻不应应大于1Ω。6、综合接接地总体体技术要要求（1）接接地端子子设置应应便于设设备、设设施就近近接入综综合接地地系统和和工程实实施。电电力、接接触网等等强电设设备、设设施接地地连接线线不得进进入通信信信号槽槽内。（2）桥桥梁、隧隧道、接接触网支支柱基础础等结构构物内的的接地装装置应优优先利用用结构物物中的非非预应力力结构钢钢筋作为为自然接接地体。。为防止止对预应应力钢筋筋的影响响，预应应力钢筋筋不应接接入综合合接地系系统。（3）接地装装置应通通过结构构物内预预埋的接接地端子子与贯通通地线可可靠连接接。接地地端子应应直接浇浇筑在混混凝土结结构内，，表面与与结构面面齐平。。（4）构筑物物内兼有有接地功功能（含含连接））的结构构钢筋和和专用接接地钢筋筋应满足足接触网网短路电电流要求求。当结结构钢筋筋的截面面不满足足要求时时，可将将相邻的的二根钢钢筋并接接使用（（无需改改变钢筋筋的间距距）或局局部更换换满足截截面要求求的结构构钢筋。。7、等电位连连接的重重要性等电位连连接是指指为达到到等电位位目的而而进行的的导体连连接，目目的是为为了防止止设备与与设备之之间、系系统与系系统之间间的电位位差，确确保设备备和操作作人员的的安全。。国内外大大量运行行经验表表明，等等电位连连接是设设备过电电压保护护，同时时也是防防止触电电的有效效措施，，等电位位连接成成为共用用接地系系统和铁铁路综合合接地系系统的主主要措施施。在铁路综综合接地地系统中中，把铁铁路沿线线5m内内附近的的所有金金属物用用等电位位连接的的方法连连接起来来形成为为一个良良好的等等电位体体，沿线线建筑物物均应以以最短的的距离就就近与贯贯通地线线（接地端端子）可靠连接接。8、综合接地地主要器器材综合接地地系统主主要器材材包括贯贯通地线线、接地地端子、、接地连连接导线线、C形形压接件件、L形形连接器器等。（1）贯通地线线贯通地线线的规格格主要有有铜截面面积35mm2、70mm2。（2）接地端子子路基型接接地端子子桥隧型接接地端子子（3）不锈钢连连接线及及配套器器材不锈钢连连接线及及线鼻子子防盗型螺螺栓及及及工具（4）C型压接接件C型压接接件及压压接工具具T形分支支连接及及防腐处处理（5）L型连接接器L型连接接器正侧侧面图L型连接接及防腐腐处理二、综合接接地接口设计1、接口口设计的的重要性综合接地地系统工工程的实实施涉及及站前、、站后数数十个专专业，从土建工工程开工工开始，，综合接接地系统统的预埋埋就被提提上日程程，直至至站后信信号、通通信、电电气化等等专业系系统设备备安装、、调试、、投入使使用为止止，整个个系统工工程的建建设几乎乎贯穿整整个客运运专线的的建设。。因此，，如何做做好各工工程间的的接口尤尤为重要要。综合接地地系统工工程实施施的过程程来看，，可以将将其分为为两个阶阶段，一一是站前前土建工工程预埋埋阶段，，二是站站后各系系统设备备接入阶阶段。为为了减少少二次开开挖，节节省工程程投资，，第一阶阶段的土土建预埋埋工程则则是重中中之重，，是整个个综合接接地系统统工程的的基础设设施，而而且是隐隐蔽性工工程，预预埋件中中所有用用于接地地的钢筋筋及连接接件必须须保证可可靠的电电气连接接，其工工程质量量直接决决定着后后续各系系统设备备的正常常使用。。2、设计计分工综合接地地设计分工工参照《《铁路防防雷、接接地工程程设计专专业分及及文件编编制研讨讨会议纪纪要》（（鉴信【【2007】96号））1、信号号专业为为综合接接地系统统设计牵牵头专业业，在路路基、桥桥梁、隧隧道、站站场、轨轨道、电电气化、、电力、、房建等等相关专专业的共共同配合合下，提提出总体体设计原原则和设设计方案案，提出出典型工工点示意意图。2、路基基、桥梁梁、隧道道、站场场、轨道道、电气气化、电电力、房房建等相相关专业业按照综综合接地地技术要要求及典典型工点点示意图图，完成成综合接接地工点点设计。。3、沿线线需接地地防护的的其他相相关专业业，均有有各自专专业完成成接地装装置设计计后，按按照综合合接地技技术要求求，可就就近与综综合接地地系统等等电位连连接。4、各专专业设备备、设施施接地与与综合接接地系统统之间以以预置的的接地端端子为界界。三、工程界面划分分1、工程界面面划分通过已实施综综合接地系统统工程的实施施经验的总结结及综合接地地系统工程的的要求，目前前客专综合接接地系统工程程施工一般分分为两部分完完成。一是由土建工工程完成的部部分，包括桥桥梁、隧道、、无砟轨道等等的接地装置置、接地极和和接地端子，，以及路基地地段贯通地线线的敷设预埋埋等。二是由信号工工程完成的部部分，桥梁、、隧道地段电电缆槽内贯通通地线的敷设设，以及贯通通地线通过L形连接器与与电缆槽内接接地端子的连连接，并负责责全线综合接接地系统等电电位连接的检检查。专业工程之间间的接口界面面在预留的接接地端子处。。四、桥梁综合合接地1、桥梁综合合接地设计原则（1）桥梁地地段贯通地线线敷设在两侧侧通信信号电电缆槽内。（2）利用桥桥墩基础部分分非预应力结结构钢筋（以以下称结构钢钢筋）做接地地极，有效降降低桥梁地段段综合接地系系统的接地电电阻；（3）利用桥桥梁上表层的的局部纵向结结构钢筋做接接触网闪落保保护接地装置置；（4）在桥墩墩顶帽及桥梁梁底部、电缆缆槽底部、护护栏基础上部部、防护墙侧侧面适当位置置预置接地端端子，并与接接地装置钢筋筋可靠焊接利利用桥梁上表表层横向结构构钢筋实现两两侧贯通地线线的横连；（5）通过L型连接器将将贯通地线与与电缆槽底部部接地端子连连接，从而实实现桥梁接地地装置与综合合接地系统间间的等电位连连接。（6）桥梁上上有接地需求求的设备设施施均通过预置置的接地端子子实现接地连连接。2、工程界面划划分建议（1）信号工工程：负责贯贯通地线的敷敷设，通过L型连接器将将贯通地线与与电缆槽底部部接地端子进进行连接。（2）桥梁工工程：桥梁体体、桥墩、桥桥台等土建结结构中的接地地装置（接地地钢筋焊接等等）、接地端端子预埋、桥桥墩与梁体接接地端子间的的导线（不锈锈钢连接线））连接。3、桥梁综合接接地技术要求求（1）贯通地地线敷设于通通信信号电缆缆槽中。（2）无砟轨轨道桥梁接地地设置要求：：应在梁体上上表层（或保保护层）设纵纵向接地钢筋筋，分别设于于两侧防护墙墙下部及上、、下行无砟轨轨道底座板间间的1/3和和2/3处，，并纵向贯通通整片梁；轨轨道底座板间间的纵向接地地钢筋距混凝凝土表面的距距离应小于100mm。。纵向接地钢钢筋与梁端的的横向结构钢钢筋连接，实实现两侧贯通通地线的横连连。（3）有砟轨轨道桥梁接地地设置要求：：应利用梁端端的横向结构构钢筋作为接接地钢筋并与与梁底的接地地端子连接，，道砟厚度小小于0.3m的梁体上表表面适当位置置处应设纵向向接地钢筋。。（4）桩基础桥墩墩接地设置：：在每根桩中中应有一根通通长接地钢筋筋，桩中的接接地钢筋在承承台中应环接接，桥墩中应应有二根接地地钢筋，一端端与承台中的的环接钢筋相相连，另一端端与墩帽处的的接地端子相相连。（5）明挖基础桥桥墩接地设置置：1）在基底底面面设一层钢筋筋网做为水平平接地极，水水平接地极应