厲紅星, 高 婷
(中鐵隧道勘測設(shè)計院有限公司, 天津 300133)
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地鐵車站35/0.4 kV變電所接地設(shè)計探討
厲紅星, 高婷
(中鐵隧道勘測設(shè)計院有限公司, 天津300133)
摘要:為了提高地鐵領(lǐng)域中降壓變電所接地設(shè)計技術(shù)水平,符合國際IEC標(biāo)準(zhǔn)及我國國家標(biāo)準(zhǔn),對目前地鐵車站中降壓變電所低壓側(cè)中性點(diǎn)接地方案進(jìn)行研究,分析“多點(diǎn)接地”設(shè)計方案中存在的問題和“一點(diǎn)接地”設(shè)計方案的優(yōu)點(diǎn),提出合理的接地方案;通過對35 kV系統(tǒng)接地故障引起0.4 kV系統(tǒng)中的工頻過電壓、故障電壓的分析,以及弱電系統(tǒng)的阻抗分析,得出接地工頻電阻值小于1 Ω的要求是不合理的,應(yīng)充分利用結(jié)構(gòu)鋼筋作為自然接地極,不需要設(shè)置人工接地網(wǎng)。
關(guān)鍵詞:地鐵車站; 多點(diǎn)接地; 一點(diǎn)接地; 接地電阻值; 等電位聯(lián)結(jié)
0引言
在電氣設(shè)計中,接地具有很高的重要性、普遍性和復(fù)雜性。在接地技術(shù)方面,我國與歐美發(fā)達(dá)國家相比有較大差距。由于一些歷史原因,我國的電氣規(guī)范深受前蘇聯(lián)影響,尤其是接地設(shè)計方面仍停留在較低的水平上;國際上,接地理論和實(shí)踐方面都有較多創(chuàng)新。我國電氣規(guī)范中對接地電阻值的規(guī)定有許多不合理的要求;在國際IEC標(biāo)準(zhǔn)中,無具體接地電阻值規(guī)定,而重視等電位聯(lián)結(jié)。我國電氣設(shè)計人員應(yīng)重視接地問題,因?yàn)樽冸娝拥厣婕半s散電流、雜散電磁場、電磁干擾以及電氣安全等復(fù)雜問題。
目前地鐵工程電氣設(shè)計中,35/0.4 kV變電所0.4 kV系統(tǒng)普遍采用“多點(diǎn)接地”方式,偏重于對接地電阻值R≤1 Ω的要求和設(shè)置人工接地網(wǎng)。國內(nèi)專家王厚余[1]強(qiáng)調(diào)應(yīng)按IEC標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施多電源系統(tǒng)一點(diǎn)接地,重視雜散電磁場的危害,并從理論上分析研究低壓電氣裝置接地的合理做法。地鐵建設(shè)領(lǐng)域中的電氣專家黃德勝[2]從實(shí)踐中驗(yàn)證了地下車站結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)的接地電阻值。
本文結(jié)合地鐵車站35/0.4 kV變電所的具體情況,分析“一點(diǎn)接地”方式應(yīng)用到地鐵車站變電所接地設(shè)計中的科學(xué)合理性,系統(tǒng)性地研究地鐵車站接地設(shè)計中對接地電阻值的合理要求,論證R≤1 Ω是否必要、合理。地鐵車站電氣接地設(shè)計中,不需要耗費(fèi)大量的人力和物力設(shè)置人工接地網(wǎng),應(yīng)利用地下結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)自然形成的等電位“法拉第籠”作為接地極,為地鐵車站的“參考地”。
1地鐵車站0.4 kV配電系統(tǒng)接地型式
0.4 kV配電系統(tǒng)接地型式應(yīng)根據(jù)供電連續(xù)性、絕緣水平、安全防護(hù)、電磁兼容等因素綜合考慮確定。
用電設(shè)備對電磁兼容性的要求是確定配電系統(tǒng)接地型式的關(guān)鍵因素之一。地鐵車站內(nèi)設(shè)置有大量信息技術(shù)設(shè)備,其對電磁環(huán)境的要求比較高。TN-S系統(tǒng)正常工況下,PE線上無電流, EMC環(huán)境友好。為降低電磁干擾,地鐵車站內(nèi)的0.4 kV配電系統(tǒng)采用TN-S系統(tǒng)。
地鐵車站內(nèi)的35/0.4 kV變電所需要為地面上的冷卻塔等機(jī)電設(shè)施供電,此時若仍然采用TN-S系統(tǒng),就存在故障電壓傳遞問題,車站內(nèi)的故障電壓可經(jīng)PE線傳遞至地面機(jī)電設(shè)施的外露可導(dǎo)電部分,增加了電擊的概率??紤]到地鐵車站一般位于城市繁華區(qū)域和人員密集地,為保障人員的生命安全,對地面上的機(jī)電設(shè)施可采用局部TT系統(tǒng)的配電方式,避免站內(nèi)故障電壓傳遞至地面。
2變電所低壓側(cè)中性點(diǎn)接地方式
0.4 kV側(cè)中性點(diǎn)接地做法需要滿足電磁兼容性要求,避免雜散電流電磁場的干擾危害。
地鐵車站0.4 kV配電系統(tǒng)中,非線性負(fù)荷越來越多。非線性負(fù)荷會產(chǎn)生大量的諧波電流,特別是3次諧波電流會在N線上疊加[3],使N線存在諧波電流;0.4 kV配電系統(tǒng)中接入有大量單相用電負(fù)荷,很難做到三相負(fù)荷完全平衡,N線存在不平衡電流。因此,N線電流一般比較大。降壓變電所0.4 kV側(cè)中性點(diǎn)接地方式關(guān)系到N線電流是否會分流,形成雜散電流電磁場干擾問題。
降壓變電所0.4 kV側(cè)中性點(diǎn)接地存在“多點(diǎn)接地”和“一點(diǎn)接地”2種方式。
2.1變電所低壓側(cè)中性點(diǎn) “多點(diǎn)接地”
變電所0.4 kV配電系統(tǒng)采用單母線分段的主接線形式,2臺變壓器分列運(yùn)行。國內(nèi)地鐵車站降壓變電所低壓側(cè)中性點(diǎn)接地普遍采用 “多點(diǎn)接地”方式,即2臺配電變壓器的0.4 kV側(cè)中性點(diǎn)分別就近直接接地。
如上文所述,N線存在不平衡電流和諧波電流。當(dāng)進(jìn)線斷路器QF1、QF2和母線聯(lián)絡(luò)斷路器QF3采用3P開關(guān)時,N線電流返回變壓器T1中性點(diǎn)的路徑除了正常路徑外,還有另外2條通過N母排、PE母排、接地電纜的路徑,形成環(huán)流,如圖1(a)所示。此雜散電流形成電磁場,會產(chǎn)生電磁干擾,影響電子設(shè)備的正常運(yùn)行。
鑒于上述問題,低壓配電柜中的進(jìn)線斷路器QF1、QF2和母線聯(lián)絡(luò)斷路器QF3均采用4P開關(guān),N線電流只能通過正常路徑返回對應(yīng)配電變壓器的中性點(diǎn),如圖1(b)所示。這樣可避免形成雜散電流,滿足電磁兼容特性要求。
(a)
(b)
Fig. 1Multipoint grounding of 0.4 kV side neutral point in substation
雖然“多點(diǎn)接地”方式可以通過斷路器QF1、QF2和QF3均選用4P開關(guān)的措施來解決環(huán)流問題,但是人為地在N線上增加斷點(diǎn),增加了“斷N線”危險?!皵郚線”存在以下嚴(yán)重問題:
1)在TN-S和TT系統(tǒng)中,中性導(dǎo)體中斷時的工頻應(yīng)力電壓能高達(dá)380 V,額定電壓為線導(dǎo)體對中性導(dǎo)體之間電壓的基本絕緣、雙重絕緣、加強(qiáng)絕緣以及器件可能暫時承受線電壓,此過電壓可引發(fā)設(shè)備絕緣表面爬電起火,引起電氣火災(zāi)。
2)三相負(fù)載不平衡時,N線斷開,會造成各相電壓不平衡。負(fù)載小的相電壓升高,燒壞單相用電設(shè)備;負(fù)載大的相電壓降低,造成用電設(shè)備無法正常工作,如圖2所示[4]。
3)單相回路欠壓,使電子式RCD拒動,失去其防電擊的防護(hù)作用[5]。
4)相線、中性線對PE線的電壓過高,將燒壞配電線路中防雷的SPD[5]。
另外,當(dāng)采用“多點(diǎn)接地”方式發(fā)生單相接地故障時,接地故障電流分流形成雜散電流,造成電磁場干擾問題,如圖3所示。此雜散電流電磁場干擾地鐵工程中的弱電系統(tǒng),嚴(yán)重時會影響電子設(shè)備的正常工作,造成不良影響。
圖2 三相四線回路“斷N線”后三相電壓不平衡示例
Fig. 2Example of three-phase unbalanced voltage after N line broken in three-phase four-wire loop
圖3 “多點(diǎn)接地”配電系統(tǒng)中的接地故障電流路徑圖
Fig. 3Current circuit of grounding fault in multipoint grounding distribution system
綜上所述,“多點(diǎn)接地”0.4 kV配電系統(tǒng),雖然可以通過選用4P斷路器的方式來解決N線電流環(huán)流問題,但是人為地增加低壓柜N線導(dǎo)體斷點(diǎn)會導(dǎo)致出現(xiàn)“斷N線”的電氣危害;并且,發(fā)生接地故障時,故障電流分流形成雜散電流,產(chǎn)生雜散電流電磁場干擾問題。
2.2變電所低壓側(cè)中性點(diǎn) “一點(diǎn)接地”
在歐美發(fā)達(dá)國家,變電所多電源系統(tǒng)普遍采用在總配電屏中“一點(diǎn)接地”方式[6],變電所的低壓側(cè)電源總開關(guān)和母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)均采用3P開關(guān)。國際IEC標(biāo)準(zhǔn)中明確要求多電源系統(tǒng)要采用“一點(diǎn)接地”方式,并且已經(jīng)轉(zhuǎn)化為我國國家標(biāo)準(zhǔn)[7]。
在低壓配電柜內(nèi),PEN導(dǎo)體與PE導(dǎo)體只在一點(diǎn)連接。正常情況下,N線上的不平衡電流和諧波電流通過正常路徑返回電源點(diǎn),避免N線電流形成環(huán)流,而且不需要選用4P開關(guān),避免 “斷N線”的電氣危害(如圖4所示),解決了接地故障電流分流問題(如圖5所示)。
在電氣火災(zāi)監(jiān)測方面,在低壓柜中PEN導(dǎo)體與PE導(dǎo)體的唯一連接條上設(shè)置1個剩余電流監(jiān)測報警裝置RCM,如圖4所示,可以對全所的饋電回路進(jìn)行全局性監(jiān)測和報警,簡單實(shí)用,這也正是“一點(diǎn)接地”的優(yōu)點(diǎn)之一。
圖4 變電所0.4 kV側(cè)中性點(diǎn)“一點(diǎn)接地”示意圖
Fig. 4Diagram of one-point grounding of 0.4 kV side neutral point in substation
圖5 “一點(diǎn)接地”配電系統(tǒng)中的接地故障電流路徑圖
Fig. 5Current circuit of grounding fault in one-point grounding distribution system
目前,地鐵設(shè)計領(lǐng)域中的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置情況比較復(fù)雜,按回路分別設(shè)置剩余電流式、感溫式等探測器[8],費(fèi)用比較高;但是,由于電能質(zhì)量、用電設(shè)備產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、線路過載老化、施工質(zhì)量等方面的原因,電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)誤報率很高。各地區(qū)地鐵工程設(shè)計中,行業(yè)專家對于是否要設(shè)置如此復(fù)雜的電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)意見不一。
綜上所述,“一點(diǎn)接地”方式有以下優(yōu)點(diǎn): 1)可避免N線電流分流成為雜散電流,解決雜散電流電磁場問題;2)進(jìn)線、母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)均選用3P開關(guān),避免低壓柜中“斷N線”問題;3)解決接地故障電流分流問題;4)可以在變電所內(nèi)對電氣火災(zāi)進(jìn)行全局性監(jiān)測和報警。
因此,在地鐵車站電氣設(shè)計中,降壓變電所0.4 kV側(cè)中性點(diǎn)接地采用如圖4所示的“一點(diǎn)接地”方式,更科學(xué)合理。此外,可以考慮在變電所中設(shè)置一面專用的接地柜與其他低壓開關(guān)柜布置在一起,利于“一點(diǎn)接地”的實(shí)施,同時也便于運(yùn)營期間的維護(hù)和管理。
3接地電阻值
關(guān)于變電所的接地電阻值,IEC和發(fā)達(dá)國家電氣標(biāo)準(zhǔn)都沒有規(guī)定一個統(tǒng)一值。接地電阻值大小需要根據(jù)具體情況來分析確定。確定變電所接地電阻值時,電氣設(shè)計人員應(yīng)考慮高壓系統(tǒng)中性點(diǎn)對地情況及0.4 kV配電系統(tǒng)接地型式等。
3.1功能性接地對接地電阻值的要求
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16895.10—2010/IEC 60364-4-44: 2007[9]中442.2條的規(guī)定,TN-S系統(tǒng)高低壓共用接地裝置時,不存在變電所35 kV側(cè)接地故障引起0.4 kV側(cè)工頻過電壓的危害,如圖6所示; TT系統(tǒng)高低壓共用接地裝置時,需要考慮變電所35 kV側(cè)接地故障引起0.4 kV側(cè)工頻過電壓問題,如圖7所示。地鐵車站中0.4 kV配電系統(tǒng)為TN-S接地型式,從工頻過電壓即絕緣配合方面考慮,對變電所接地電阻值RE無要求。
圖6 高壓系統(tǒng)與低壓TN-S系統(tǒng)共用接地裝置
Fig. 6Grounding device shared by high-voltage system and low-voltage TN-S system
圖7 高壓系統(tǒng)與低壓TT系統(tǒng)共用接地裝置
Fig. 7Grounding device shared by high-voltage system and low-voltage TT system
為地面機(jī)電設(shè)施供電采用局部TT接地型式時,根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 16895.10—2010/IEC 60364-4-44: 2007[9]中442.2.2條的規(guī)定,35 kV系統(tǒng)中性點(diǎn)為低電阻接地系統(tǒng),35 kV側(cè)接地故障切斷時間不大于5 s,變電所接地電阻值應(yīng)滿足RE≤1 200/IE的要求[9]。根據(jù)后文的分析結(jié)果,35 kV側(cè)發(fā)生單相接地故障時,流經(jīng)變電所接地裝置的接地故障電流IE最大為200 A;因此,變電所接地電阻值RE≤6 Ω滿足絕緣配合要求,即滿足低壓電氣裝置在暫時工頻過電壓情況下不被擊穿的要求。
在國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50057—2010《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》[10]4.2.4條中也有關(guān)于弱電系統(tǒng)接地電阻方面的內(nèi)容: “現(xiàn)代電子系統(tǒng)絕大多數(shù)為數(shù)字化,其頻率為數(shù)十乃至數(shù)百M(fèi)Hz,接地阻抗和接地線感抗將會增至很大;功能性接地電阻要求很低的工頻接地電阻(0.5~1 Ω)是毫無意義的,而且浪費(fèi)了人力和財力”。這是第一次在國家標(biāo)準(zhǔn)中提及對弱電系統(tǒng)的工頻電阻值要求是不合理的,從規(guī)范角度論證了弱電系統(tǒng)在功能方面沒必要要求工頻接地電阻值小于1 Ω。
對于弱電系統(tǒng),等電位聯(lián)結(jié)才是最重要的,其等電位聯(lián)結(jié)方式應(yīng)根據(jù)電子信息設(shè)備易受干擾的頻率及電子信息系統(tǒng)機(jī)房的等級和規(guī)模確定[12]。
綜上所述,從功能性接地方面考慮,地鐵車站強(qiáng)電及弱電系統(tǒng)的接地電阻值均不必要求小于1 Ω。
3.2保護(hù)接地對接地電阻值的要求
地鐵全線設(shè)置綜合接地系統(tǒng),各站接地網(wǎng)通過接地扁鋼、35 kV電力電纜金屬屏蔽層及鎧裝層、接觸網(wǎng)架空地線及隧道結(jié)構(gòu)鋼筋等互連在一起,如圖8所示。
35 kV側(cè)發(fā)生單相接地故障時,接地故障電流按圖8所示的電流路徑返回110/35 kV主變電所。35 kV相導(dǎo)體與電纜鎧裝層、屏蔽層及接地扁鋼空間距離小,回路阻抗??;35 kV相導(dǎo)體與“大地”間的空間距離很大,回路阻抗很大[13]。
因此,接地故障電流主要經(jīng)過電纜鎧裝層、屏蔽層、接地扁鋼流回變電所,只有少量電流通過接地網(wǎng)回流,流經(jīng)車站接地網(wǎng)的電流IE遠(yuǎn)小于單相接地故障電流的1/5,即IE≤1 000×0.2=200 A。引起車站地電位升高,其值為IE×R。
圖8 地鐵綜合接地示意圖
地鐵車站的建筑主體位于地下,鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)自然形成一個埋在地下的巨大等電位“法拉第籠”,并且地鐵車站內(nèi)部設(shè)置了總等電位聯(lián)結(jié),所有設(shè)備外露可導(dǎo)電部分、外界可導(dǎo)電部分都與接地母排聯(lián)結(jié);因此,35 kV側(cè)發(fā)生接地故障時,整個車站對地電位都上升到同一電位值,對于處于地鐵車站內(nèi)的人來說,電位差基本為0,無電擊危險;對地鐵地面機(jī)電設(shè)施配電采用局部TT接地型式時,車站內(nèi)的故障電壓無傳遞路徑至地面,地面機(jī)電設(shè)施的外露可導(dǎo)電部分對地電位為0,無電擊危險。同理,0.4 kV側(cè)配電系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時,不會出現(xiàn)大電位差,也不會引起人身電擊事故。
綜上所述,從保護(hù)接地方面考慮,地鐵車站接地網(wǎng)的接地電阻值不必要求小于1 Ω。
3.3人工接地網(wǎng)的設(shè)置
目前,國內(nèi)地鐵工程普遍設(shè)置人工接地網(wǎng),人工接地網(wǎng)敷設(shè)在車站結(jié)構(gòu)底板墊層下0.8 m處,人工接地網(wǎng)由水平接地極和垂直接地極組成: 水平接地極采用50×5或40×4的紫銅排,垂直接地極采用φ50×4的紫銅管。
人工接地網(wǎng)的接地電阻值和規(guī)模與結(jié)構(gòu)底板下水平接地體所處地層的土壤電阻率相關(guān)[14]。對于高土壤電阻率,車站人工接地網(wǎng)規(guī)模往往很大,并且還要采取施加物理降阻劑和換土措施,造價高,耗費(fèi)了大量的人力和物力。例如: 深圳市城市軌道交通11號線工程南山站,水平接地體所處地層的土壤電阻率平均為292 Ω·m,為滿足接地電阻R≤0.5 Ω的要求,本車站綜合接地網(wǎng)面積為5 846 m2,并采取降阻劑和換土的措施。
依據(jù)GB 50157—2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》[15]第15.7.12條,變電所應(yīng)利用車站結(jié)構(gòu)鋼筋或變電所結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)鋼筋等自然接地極作為接地裝置。黃德勝[2]曾在北京地鐵1號線和環(huán)線做過接地實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場測試,得出地下結(jié)構(gòu)鋼筋的接地電阻均在0.5 Ω以下,而且很穩(wěn)定。
根據(jù)前文的分析結(jié)果: 對于地鐵車站,功能性接地、保護(hù)接地對車站接地網(wǎng)的接地電阻值均不必要求小于1 Ω; 因此,沒有必要設(shè)置人工接地網(wǎng)。
前面所述的接地電阻值都是相對于大地而言的。對于地鐵工程,把結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)自然形成的等電位“法拉第籠”作為“參考地”,以鋼筋網(wǎng)的電位作為“參考電位”,這樣更科學(xué)合理。
綜上所述,把結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)作為自然接地極,就可以滿足功能及保護(hù)接地方面的要求,不需要另外設(shè)置人工接地網(wǎng),應(yīng)把此“法拉第籠”作為“參考地”。
4結(jié)論與建議
本文通過分析和計算,得出以下地鐵車站35/0.4 kV變電所接地設(shè)計方面的結(jié)論。
1)0.4 kV配電系統(tǒng)應(yīng)采用EMC環(huán)境友好的TN-S接地型式;對于地面設(shè)備配電,可采用局部TT接地型式,避免故障電壓傳遞至地面低壓電氣裝置的外露可導(dǎo)電部分。
2)變電所0.4 kV側(cè)中性點(diǎn)應(yīng)采用“一點(diǎn)接地”方式。
3)地鐵車站接地網(wǎng)的接地電阻值不必要求小于1 Ω。
4)應(yīng)利用地下結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)作為自然接地極,不需要另外設(shè)置人工接地網(wǎng)。
將上述結(jié)論應(yīng)用在地鐵車站電氣設(shè)計中,可以提高0.4 kV配電系統(tǒng)的電磁兼容性,減少電擊事故,節(jié)約工程造價和縮短建設(shè)工期。建議在新建工程中研究落實(shí)利用結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)作為接地極形成全線綜合接地系統(tǒng)的具體實(shí)施方案。
參考文獻(xiàn)(References):
[1]王厚余.電磁干擾與電源的系統(tǒng)接地[J].建筑電氣,2015(5): 3-5.(WANG Houyu.Electromagnetic interference and system earthing of power source[J]. Building Electricity, 2015(5): 3-5. (in Chinese))
[2]黃德勝.地下鐵道供電[M].北京: 中國電力出版社,2009.(HUANG Desheng.Underground railway power supply[M]. Beijing: China Electric Power Press, 2009. (in Chinese))
[3]中國航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計研究院.工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊[M].北京: 中國電力出版社,2005.(Planning,Design and Research Institute of Aviation Industry of China. Design manual of industry and civil power distribution[M]. Beijing: China Electric Power Press, 2005.(in Chinese))
[4]王厚余.建筑物電氣裝置600問[M].北京: 中國電力出版社,2014.(WANG Houyu. 600 questions of building electrical installations[M]. Beijing: China Electric Power Press, 2014. (in Chinese))
[5]王厚余.“斷零”的危害和防范[J].建筑電氣,2013(12): 3-6.(WANG Houyu.Hazard and protection of “Neutral Conductor Broken”[J]. Building Electricity, 2013(12):3-6. (in Chinese))
[6]Requirements for electrical installations: BS7671:2008+A3: 2015[S]. London: BSI,2015.
[7]低壓電氣裝置: 第1部分: 基本原則、一般特性評估和定義: GB/T 16895.1—2008/IEC 60364-1: 2005[S]. 北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2008.(Low-voltage electrical installations: Part 1: Fundamental principles,assessment of general characteristics,definitions: GB/T 16895.1—2008/IEC 60364-1: 2005[S].Beijing: China Standard Press,2008. (in Chinese))
[8]火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范: GB 50116—2013[S].北京: 中國計劃出版社,2014.(Code for design of automatic fire alarm system: GB 50116—2013[S].Beijing:China Planning Press,2014. (in Chinese))
[9]低壓電氣裝置: GB/T 16895.10—2010/IEC 60364-4-44: 2007[S].北京: 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011.(Low-voltage electrical installations: GB/T 16895.10—2010/IEC 60364-4-44: 2007 [S].Beijing: China Standard Press,2011. (in Chinese))
[10]建筑物防雷設(shè)計規(guī)范: GB 50057—2010[S].北京: 中國計劃出版社,2011.(Code for design protection of structures against lightning: GB 50057—2010 [S].Beijing:China Planning Press,2011. (in Chinese))
[11]王厚余.低壓電氣裝置的設(shè)計安裝和檢驗(yàn)[M].北京: 中國電力出版社,2003.(WANG Houyu.Design,installation and inspection of low-voltage electrical equipment[M]. Beijing: China Electric Power Press, 2003. (in Chinese))
[12]電子信息系統(tǒng)機(jī)房設(shè)計規(guī)范: GB 50174—2008[S].北京: 中國計劃出版社,2008.(Code for design of electronic information system room: GB 50174—2008[S].Beijing: China Planning Press,2008. (in Chinese))
[13]高婷,厲紅星.地鐵車站的等電位聯(lián)結(jié)設(shè)計探討[J].隧道建設(shè),2014,34(11):1077-1081.(GAO Ting,LI Hongxing. Discussion on design of equipotential bonding in Metro station [J]. Tunnel Construction, 2014,34(11):1077-1081. (in Chinese))
[14]交流電氣裝置的接地設(shè)計規(guī)范: GB/T 50065—2011[S].北京: 中國計劃出版社,2011.(Code for design of ac electrical installations earthing: GB/T 50065—2011[S].Beijing: China Planning Press,2011. (in Chinese))
[15]地鐵設(shè)計規(guī)范: GB 50157—2013[S]. 北京: 中國建筑工業(yè)出版社,2014.(Code for design of Metro: GB 50157—2013[S].Beijing: China Architecture & Building Press,2014. (in Chinese))
Study on Grounding Design of 35/0.4 kV Substation in Metro Station
LI Hongxing, GAO Ting
(ChinaRailwayTunnelSurvey&DesignInstituteCo.,Ltd.,Tianjin300133,China)
Abstract:The technical level of grounding design of step-down substation of Metro station in China has to be improved so as to accord with the IEC standards and China-National standards. In this paper, the disadvantages of multipoint grounding and the advantages of one-point grounding are analyzed based on studying the grounding scheme of neutral point in low voltage side of step-down substation of Metro station; and then a rational grounding scheme is proposed. The power frequency overvoltage and fault voltage of 0.4 kV system induced by grounding fault of 35 kV system and the resistance of weak current system are analyzed. It is concluded that the demand of grounding power resistance value of less than 1 Ω is irrational;the structural reinforcing bars should be used as natural grounding electrode; therefore the manual grounding network is not necessary.
Keywords:Metro station; multipoint grounding; one-point grounding; grounding resistance; equipotential bonding
中圖分類號:U 453.7
文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A
文章編號:1672-741X(2016)02-0206-06
DOI:10.3973/j.issn.1672-741X.2016.02.013
作者簡介:第一 厲紅星(1981—),男,河南開封人,2006年畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué),電氣工程及其自動化專業(yè),本科,工程師,現(xiàn)從事供配電專業(yè)工程設(shè)計工作。E-mail: hongxing.li@163.com。
收稿日期:2015-10-26; 修回日期: 2015-11-26