高土壤电阻率地区地铁接地设计

城市轨道交通地下车站综合接地装置设计摘要阐述了城市轨道交通综合接地系统及车站共用接地装置的组成与作用。

针对沈阳地铁九号线工程首批开工段4站综合接地设计及过程中出现的问题，结合国内其他城市轨道交通综合接地设计方案进行了深入分析与计算。

在考虑沈阳地区特点的基础上，充分借鉴沈阳既有地铁线路情况，得出适用的设计方案。

关键词地铁综合接地接地电阻1、地铁综合接地设计为满足地铁供电、通信、信号等设备系统的工作接地及安全接地要求，防止可能发生的触电事故，地铁一般设置综合接地系统。

与地面工程接地系统相比，地铁综合接地系统要兼顾防止地铁直流牵引供电系统产生的杂散电流向道床和地下结构泄漏。

整个接地系统包括全线所有车站的共用接地装置和区间跟随所接地装置等。

各车站及区间跟随所的接地装置通过敷设在区间隧道的镀锌接地扁钢及电缆的金属铠装层进行连接，从而使整个地铁线构成一套完整的综合接地网。

地铁综合接地设计应满足以下功能要求：保护运营人员及乘客安全，防止电击。

满足沿线因接触导线和馈电线断线可能搭触到设备的安全接地要求。

满足变电所设备工作接地与安全接地要求。

满足各类通信、信号、计算机等弱电设备的工作接地和安全接地要求。

满足车站其它设备工作接地和安全接地要求。

满足接触网系统工作接地和车辆基地防雷接地要求。

车站共用接地装置由接地网及用来连接强弱电设备及金属管线、架构和接地网的接地线构成。

接地网由多个垂直接地体和水平连接导体构成，通过接地引出线连接到强、弱电接地母排，并通过强、弱电接地母排连接至车站系统机房接地端子箱。

接地网设计要结合各车站的具体结构形式，其工频接地电阻应不大于1Ω，跨步电压与接触电势应满足安全标准。

2、沈阳地铁九号线首批开工段4站综合接地设计2.1、沈阳地铁九号线工程概况沈阳地铁九号线是近期沈阳地铁建设规划中“两L”线中的一条重要线路。

接地电阻与土壤电阻率的测试操作目录接地电阻与土壤电阻率的测试操作 (1)一、接地电阻测试介绍 (2)1、接地电阻测试用途 (2)2、常用接地体接地电阻要求： (2)3、接地电阻与施工检测的关系 (2)4、接地电阻测试方法介绍 (2)二、土壤电阻率测试介绍 (5)1、土壤电阻率测试用途 (5)2、土壤电阻率测试方法介绍 (5)三、测试前准备 (6)1、检测人员配备 (6)2、检测设备的准备 (7)四、测试过程 (7)1、连接 (7)2、测试 (8)3、记录、计算 (8)五、注意事项 (8)1、安全 (8)2、测试细节 (9)一、接地电阻测试介绍1、接地电阻测试用途定义：电流从接地体向周围大地散流时，土壤呈现的电阻值叫接地电阻R。

接地电阻是电流由接地装置流入大地再经大地流向另一接地体或向远处扩散所遇到的电阻，它包括接地线和接地体本身的电阻、接地体与大地的电阻之间的接触电阻以及两接地体之间的大地电阻或接地体到无限大远处的大地电阻。

2、常用接地体接地电阻要求：a．交流工作接地，接地电阻不大于4Ω；b．安全工作接地，接地电阻不大于4Ω；c．直流工作接地，接地电阻应按计算机系统具体要求确定；d．防雷保护地的接地电阻不应大于10Ω；e．对于屏蔽系统，如果采用联合接地时，接地电阻不应大于1Ω。

3、接地电阻与施工检测的关系在埋地管道阴极保护系统中，阴极、阳极都分别具有本身的接地电阻，它与接地大小、覆盖层情况、敷设环境、敷设方式等都有一定关系；接地电阻限制了电流在阴保系统与排流系统中的流动，他的测试工作对于阴极保护与排流工程设计施工都有重大意义。

4、接地电阻测试方法介绍1）长接地体接地电阻测试强制电流辅助阳极地床（浅埋式或深井式阳极地床）、对角线长度大于8 米的棒状牺牲阳极组或长度大于8 米的锌带，可采用本方法测量接地电阻。

测量方法测量接线如图所示：（a）（b）图1长接地体接地电阻测量接线图当采用图1（a）测量时，d13不得小于40m，d12不得小于20m。

土壤电阻率和接地电阻的关系土壤电阻率是指单位体积土壤内部的电阻，也可以理解为电流通过土壤时所遇到的阻力。

而接地电阻是指接地系统中连接电流回路与大地之间的阻抗。

土壤电阻率和接地电阻之间存在一定的关系，本文将从土壤电阻率和接地电阻的概念入手，探讨它们之间的关系，以及影响土壤电阻率和接地电阻的因素。

我们来了解一下土壤电阻率的概念。

土壤电阻率是指土壤本身对电流的阻碍程度，它与土壤的导电性能有关。

导电性能越好，土壤电阻率就越低；导电性能越差，土壤电阻率就越高。

土壤电阻率的单位是欧姆·米（Ω·m）。

接地电阻是指接地系统中连接电流回路与大地之间的阻抗，也可以理解为电流从设备或系统通过接地引线流入大地时所遇到的阻力。

接地电阻的大小决定了接地系统的性能，对于保护人身安全、设备运行稳定等方面都十分重要。

接地电阻的单位是欧姆（Ω）。

土壤电阻率与接地电阻之间存在一定的关系。

一般来说，土壤电阻率越低，接地电阻就越小；土壤电阻率越高，接地电阻就越大。

这是因为土壤电阻率的大小直接影响了电流在土壤中的流动情况，而接地电阻是电流在回路中的阻力之一。

当土壤电阻率较低时，电流容易通过土壤流入大地，形成一个低阻抗的接地系统，接地电阻相对较小；而当土壤电阻率较高时，电流在土壤中的流动受到阻碍，形成一个高阻抗的接地系统，接地电阻相对较大。

土壤电阻率和接地电阻的大小不仅与土壤的导电性能相关，还与其他因素有关。

首先是土壤含水量的影响。

土壤中的水分对电流的导电性能有很大影响，水分越高，土壤导电性能越好，土壤电阻率越低，接地电阻也相应较小；反之，水分越低，土壤导电性能越差，土壤电阻率越高，接地电阻也相应较大。

其次是土壤的成分和结构。

不同成分和结构的土壤导电性能也不同，因此土壤电阻率和接地电阻也会有所差异。

最后是接地电极的设计和布置。

合理的接地电极设计和布置可以降低接地电阻，提高接地系统的性能。

总结起来，土壤电阻率和接地电阻之间存在一定的关系，土壤电阻率越低，接地电阻越小；土壤电阻率越高，接地电阻越大。

综合接地施工技术要求为提高雄安快线一标段各车站综合接地整体施工水平，确保施工质量，针对各车站综合接地施工提出以下技术要求：1、材料选择（1）水平接地极、均压带和接地引出线均采用50x5mm扁铜，材质为T2紫铜。

（2）垂直接地极采用∅=50mm，L=2.5m,壁厚5mm的紫铜管接地极（含铜量不低于99.5%）。

2、施工要求（1）综合接地网的接地电阻应不大于1Ω。

（2）综合接地装置的水平接地极埋设在车站结构底板下0.8m处，当底板垫层底部标高局部变化时，接地网水平接地极与底板底部仍保持0.8m的相对关系。

（3）人工接地装置的水平接地极外缘闭合，外缘各角做成圆弧形，圆弧的半径不小于均压带间距的1/2。

（4）垂直接地极每隔20米分布在接地网的周边地带，并和水平接地极之间进行连接，从而构成复合接地网。

（5）综合接地装置的水平接地极中间设置均压带，以防水平接地极某处断裂影响整个接地网的工作。

接地引出线在站台板下或电缆夹层靠墙安装。

3、连接方式接地装置各接地极之间以及接地极与接地引出线之间的连接采用热熔焊接，并满足下列技术要求：（1）采用搭接焊的部分，其搭接长度不小于接地体宽度的2倍或直径的6倍。

（2）热熔焊接焊点不应自然松脱。

（3）焊接点应和被焊导体具有相同的导电性能，焊接点能够经受反复多次的大浪涌故障电流而不退化，焊接点的电阻不受时间变化影响。

（4）焊接点的铜含量应达到97％以上。

（5）焊接完成后，焊点应涂抹沥青等防腐材料。

4、工频特性参数的测量为配合车站施工，接地装置敷设宜分四段进行。

在阶段性施工结束后，应对完工部分的接地装置进行接地电阻测量（在1/4,1/2,3/4处分别测量），并以此推算整体接地装置的接地电阻值。

如果推算结果不能满足设计要求，请及时和设计单位联系，在剩余部分接地装置敷设中应采用相应的补救措施，如增加接地网的面积，添加物理降阻剂等。

5、相关注意事项（1）为满足综合接地装置接地电阻要求，施工过程中要保证接地体材质和接地网的面积符合设计图纸要求。

土壤电阻率与接地电阻的测试方法一、土壤电阻率测试方法：常用方法：四极等距法或称温纳(Wenner)法：测试依据：规范DL/T475-2006 及各种仪表使用说明书图a) 是四极等距法的原理接线图，两电极之间的距离a 应不小于电极埋设深度h 的20倍，即a ≥20h 。

试验电流流入外侧两个电极，接地阻抗测试仪通过测得试验电流和内侧两个电极间的电位差，得到R ，通过公式 (1) 得到被测场地的视在土壤电阻率ρ：aR πρ2= (1)说明：上式中的R 就是从仪表上直接读取的电阻值。

四个接地电极应在一条直线上。

本方法适用于我公司的测试表型号为：ZC-8、ZC29B-1、ZC29B-2、Megger 。

如：某一测试中电极深度为0.1m ，从表上读取的值为3.76Ω，接地电极间的距离为3m ，则该区域土壤电阻率ρ=2πaR=2×3.14×3×3.76=70.84Ω·m （如果考虑季节系数，上面的值再乘以季节系数即可）。

附：季节系数表季节系数的取值：摘自《智能建筑弱电工程设计施工图集》图集号97X700-7 序号土壤名称深度Ψ1 Ψ2 Ψ31 黏土0.5～0.8 3 2 1.50.8～3 2 1.5 1.42 陶土0～22.4 1.4 1.23 沙砾盖于陶土 1.8 1.2 1.14 杂以黄沙的沙砾 1.5 1.3 1.25 泥碳 1.4 1.1 1.06 园地----- 1.3 1.27 石灰石 2.5 1.5 1.28 黄沙 2.4 1.6 1.2说明：Ψ1：用于测量前数天下过较长时间的雨，土壤很潮湿时。

Ψ2：用于测量时土壤交潮湿时，具有中等含水量时。

Ψ3：用于测量时土壤干燥或测量前降雨量不大时。

操作步骤：1.仪表端所有接线应正确无误。

2.仪表连线与电位电极P1、P2和电流电极C1、C2应牢固接触。

3.仪表放置水平后，调整检流计的机械零位，归零。

4.将“ 倍率开关”置于最大倍率，逐渐加快摇柄转速，使其达到150r/min（备注：ZC29B要求转速150r/min；ZC-8要求转速120r/min）。

土壤电阻率土壤电阻率是大地的一种电性参数。

接地体的接地电阻在很大程度上受土壤电阻率的约束。

土壤电阻率ρ的定义是当有电流流过1m3土壤时所呈现的电阻值，它的单位为Ω·m。

对于通信系统的接地装置，其所处的土壤电阻率越低越好。

一、影响土壤电阻率的因素土壤电阻率的数值与土壤的种类（如黑土、粘土和沙土等）、湿度及温度等紧密相关。

除此之外，影响土壤电阻率的还有溶解在土壤水分中的物质及该物质的浓度，土壤颗粒的大小及疏密程度等。

由于因素众多、各因素的差值很大，因此不同土壤的土壤电阻率的数值往往差别很大。

其中，影响土壤电阻率的最主要因素是湿度。

有试验表明，当土壤含水量增加时，土壤电阻率急剧下降；当土壤含水率（重量百分比）增加到20%~25%时，土壤电阻率将保持稳定。

土壤电阻率也受温度的影响，当土壤温度升高时，其电阻率下降，在0摄氏度时土壤由于水份冻结而使电阻率迅速增加。

土壤电阻率这些特性在接地装置设计中有重要的实用意义。

一年之中，在同一地方，由于气温和天气的变化，土壤中含水量和温度都不相同，因此土壤电阻率也不断的变化，其中以地表土最为显著，所以接地装置埋的深一点对稳定接地电阻有利。

通常水平接地装置最少埋深为0.5~1m。

二、土壤电阻率的分布根据土壤电阻率的不同，一般把其分为低电阻率地带、中电阻率地带和高电阻率地带，其中，低电阻率地带的电阻率小于100Ω·m，主要以常年含有大量水分的河床或沿海低洼地带为主。

土壤电阻率大于等于100Ω·m小于1000Ω·m的为中电阻率地带，以容易得到地下水的内陆平原地区为主。

土壤电阻率大于等于1000Ω·m称之为高电阻率地带，以容易排水的丘陵地带、山麓、高原等地区较为常见。

土壤电阻率的分布见表1。

表1 土壤电阻率的分布分类电阻率ρ的范围（Ω·m）特征低电阻率地带ρ＜100土壤中长年含有水分的河床或沿海的低洼地中电阻率地带100≤ρ＜1000容易得到地下水的内陆平原高电阻率地带ρ≥1000容易排水的丘陵地带、山麓、高原三、土壤电阻率的测量从土质可以初略判断其大致的土壤电阻率范围，但有时还是需要更精确的知道土壤的电阻率，这就需要对土壤电阻率进行测量，土壤电阻率的测量方法很多，如地质判定法、双回路互感法、自感法、线圈法、偶极法以及四电极测探法等。

地铁车站综合接地系统设计探讨及案例分析作者：***来源：《甘肃科技纵横》2023年第12期摘要：随着城市轨道交通的不断发展，地铁交通的便利惠及了越来越多的人，地铁车站接地系统的安全可靠性直接影响地铁内人员的人身安全以及设备的正常运行。

文章总结了地铁综合接地系统的设置原则和系统组成。

根据现行的设计规范和技术要求，结合郑州地铁工程实例，对地铁车站综合接地系统的设计过程进行了系统论述，对接地装置跨越结构变形缝的处理措施进行了分析，并提出改进方案，有效地提高接地系统的可靠性，为今后同类工程设计提供借鑒。

关键词：综合接地网；等电位联结；接地电阻；变形缝中图分类号：TU28 文献标志码：A随着城镇化的不断推进，城市轨道交通已经成为大型城市基础建设中不可缺少的部分，地铁车站集供电系统、配电系统、电子信息系统等各类功能系统于一体，各功能系统的正常运行都必须满足其对接地要求，同时要保障地铁车站人员的人身安全和设备正常运行，地铁综合接地设计对整个地铁设计来说尤其重要。

以郑州地铁12号线西周站为例，从设计角度对地铁车站综合接地系统进行研究讨论，并对接地装置跨越结构变形缝的处理措施进行分析，提出综合接地设计方案。

1地铁综合接地的作用民用建筑的电气设计及低压配电系统中，接地措施必不可少，它是建筑物、设备及人身安全的有力保证。

地铁车站是集多种机电系统于一体、设备管线敷设集中的公共建筑，其接地系统尤为综合：有牵引变电所及降压变电所供电系统的工作接地；有为保证人身安全和设备安全的保护接地；有通信信号系统等弱电设备的系统接地、逻辑接地、屏蔽接地；有车站地面结构的防雷接地[1]。

目前地铁工程中普遍采用综合接地的形式，即上述多种接地共用一个接地网。

它由接地网、接地引出线、接地端子排等部分组成。

综合接地系统在防雷电流、防杂散电流、工作接地等方面均起到重要作用，是地铁工程人身安全、设备安全及运营可靠性的重要保证[2]。

2地铁综合接地系统的设置原则（1）综合接地装置的设计需要满足人身安全、设备安全和运营可靠性并兼顾经济性。

降低高土壤电阻率地区接地电阻的几种方式
甘德辉
【期刊名称】《电世界》
【年(卷),期】2003(44)10
【摘要】接地是为保证电力系统、电气设备正常运行和人身安全而采取的重要技术措施。

在设置接地装置时,为使接地电阻值达到技术规范的要求,首先应充分利用自然接地体,以节省投资。

对于土壤电阻率高的地区,则必须采取行之有效的降阻措施。

本文介绍几种常用的降阻方法,可视具体情况采用一种或几种方法的组合。

1 置换土壤采用电阻率较低的土壤(如粘土、黑土及砂质粘土等)
【总页数】1页(P32)
【作者】甘德辉
【作者单位】中山电力工业局农电分局大涌供电公司,广东
【正文语种】中文
【相关文献】
1.高土壤电阻率地区变电站降低接地电阻措施的探讨 [J], 陈丽萍
2.高土壤电阻率地区变电站降低接地电阻措施的探讨 [J], 聂斌;
3.高土壤电阻率地区降低接地电阻的有效方法 [J], 侯国军
4.降低高土壤电阻率地区接地电阻新方法研讨 [J], 王英军
5.降低高土壤电阻率地区变电所接地电阻的措施分析 [J], 王亮
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高土壤电阻率地区变电站接地网长效降阻的实现麦杰恒（广东省广电集团有限公司广州番禺供电分公司，广东广州511400）摘要：广州番禺110 kV祈福变电站所处地域的土壤电阻率较高，地网电阻值高达1.3Ω。

为使地网电阻达到国家标准，首次在国内采用了世界先进的接地系统辅助设计工具——CDEG S软件包对祈福变电站接地系统进行了可行性设计论证，并予以实施。

最终使地网电阻降到了0.2 Ω以下，确保了设备的安全运行。

在此基础上，更纵深考虑了如何使在高土壤电阻率地区的变电站设计和改造工作更加科学合理，为今后在探讨相关工作时提供一套较完整的可行性系统解决方案。

广州番禺110 kV祈福变电站于2000年建成运行，位于高土壤电阻率的丘陵地区，是典型的郊区户外敞开式变电站，地网电阻值高达1.3 Ω，严重威胁着设备安全运行。

因此，必须进行工程改造。

如何采取有效措施，使高土壤电阻率地区地网的接地电阻符合国家标准的规定，是摆在我们面前的重要课题。

我们在参照以往工程设计、研究成果和经验的基础上，深入了解了当今世界接地系统设计的最新进展，综合考虑了现场的地理环境特点，采用当今世界上最先进的辅助设计工具进行了工程分析设计及对方案的充分论证，提供一套较完整的系统解决方案，付诸工程实践，达到了降低地网接地电阻的目的。

1接地系统辅助设计软件包的简介我们与国内某著名大学电机系合作，首次在国内采用了世界先进的接地系统辅助设计工具——CDEGS，对测量数据进行处理，对各种方案进行校核。

CDEGS是加拿大SES公司（Safe Engineering Services & Technologies Ltd）推出的集成工程软件包。

C DEGS（current distribution，electromagnetic interference，groun ding and soil structure analysis）是精确接地系统设计分析、电磁干扰分析、交流信号干扰抑制研究等一系列功能模块的集合。