摘要：随着城市化发展速度不断加快，为充分满足城市发展需求，缓解交通压力，逐渐提高对地铁轨道城市交通体系的建设力度。而直流牵引供电系统作为地铁列车的主要动力来源，合理应用保护技术，构建稳定、高效的直流保护机制，才能保证直流牵引供电系统的稳定运行。为此，文章针对城市轨道交通直流牵引供电系统的接地保护进行了具体的分析，以供参考。

关键词：地铁;直流牵引供电系统;接地保护

引 言：城市轨道交通直流牵引供电系统是其重要组成部分，直流牵引供电系统的控制与保护是整个系统的核心，为地铁的稳定运行发挥着极其重要的作用。

1 城市轨道交供电系统的构成与功能

1.1 直流牵引供电系统

城市轨道系统依靠直流牵引供电系统输送电能，如果没有电能的支持，城市轨道系统将陷入瘫痪。城市轨道相较于其他轨道而言既有着一定的相似，不过也有着些许的不同。因此并不能直接将其他轨道系统的设计方案套用到城市轨道建设。虽然城市轨道于近些年才在我国开始流行，不过在国外已经有了很多的运营实验与研究数据。目前国内外最常见的供电系统主要包括直流1500伏与交流25千伏两种。国内经常将两种供电模式联络，称为双制式供电。牵引供电目的是为地铁、轻轨、电动机车供电，用牵引网络完成电流输送。直流1500伏供电采取的是双边供电。如某馈线回路出现故障则需要采用大双边供电方式，实现跨区供电。此外直流供电因使用杂散电流，因此能够实现分散输送目的，实现远距离电流传输。受限于自身电压等级影响，直流1500伏供电实际供电距离较短，交流25千伏供电距离较远。这两种电压等级的牵引制式，可根据不同线路的站间距、行车密度、客流量等因素，通过供电模拟仿真计算，比较其技术经济合理性来进行选取。当前国内城市轨道研究集中在保护及安全系统，借助于对主要技术原理进行实验研究，为国内轨道建设与设计提供数据帮助。

1.2 直流牵引供电系统功能

城市轨道外部电源由城市变电所及轨道变电所间的高压线缆组成。通过外部电源，城市轨道交通能够从城市电网系统中取得相应的电源。之后电网向主变电所输送高压电源，通过降压分配为城市轨道输送电力。中压供电由主变电所、牵引变电所、降压变电所组成。牵引变电所将主变电所输送的电压降压，并输送至直流牵引供电系统，转化为城市轨道用直流电能。降压变电所将中压电流转化为除动力照明以外所有城市轨道所需电流。

在城市轨道供电系统中，轨道运行时的各种供电数据整理、搜集与分析由电力监控完成，是城市轨道电力控制中心。

2接地保护措施

在我国的地铁站中，目前最为常见的几种接地系统的保护措施主要有电子信息的信号接地、防雷接地、工作接地等。在通常情况下，防雷接地和电子信息的信号接地都属于同一种接地系统，而且实施的是电位联合防范措施。在地铁站内部，接地装置中的电阻要用最小值来确定，并且将它安装到各个设备当中，同时，地铁站要根据弱电设备的各种要求，来确定电阻值R≤0.5Ω。

3地铁站中的防雷接地保护

3.1供电系统的防雷措施

对于我国的地铁站防雷保护而言，地铁站中的每一个变电所都应该由专线供电，在每一座新建的变电所里，必须设置两台或者两台以上的专用电变压器。这样就既可以进行电压变换，用来提升或降低交流电压;又可以进行阻抗变换，以满足不同电路的阻抗匹配。在变电所的每个母线段，设置一个避雷器，通过这样的设置，既可以有效地防止变电所内部的电压过大;同时还可以有效地防止雷电进入隧道，进一步保护地铁隧道中的电气设备。与此同时，在选择避雷器的时候，应该根据地铁站的实际情况进行选择，设置好计数器，并且时时刻刻地观察避雷器的动向。

3.2地铁站的接地网

在地铁站的车站之间要设置好接地网，而且这种接地网的电阻通常不能超过0.5Ω，如果遇到特殊情况，可以合理、适当地调整接地电阻，但是在提高电阻的同时，应该满足弱电系统的接地要求，一般情况下，不能超过1Ω，在此基础上，还要同时满足接触电压和跨步电压的要求。在地铁站中，所有的全线网会通过接地扁铜、金属铠装等各种设备，与水平接地网连成一体，从而形成高低压兼容、强弱电合一的综合接地系统。在地铁站中的每一个金属管线和系统，都应该做好电位连接，让车站之间的地母排线紧密相连，同时保障与综合地网相互连接。

3.3高架站的防雷措施

对于地铁中的高架站而言，要使用金属作为接闪器，同时还要把金属结构做成避雷网络，并且使防雷引线和主柱的内部钢筋相互连通。利用其中的钢结构梁作为引下线，混凝土结构梁以及柱内主筋要与钢结构梁的下部相互连接，混凝土结构柱内的主筋应该经过焊接，来作为防雷引下线的一部分，引下线的间距不可以超过15m。要在混凝土的柱内选两根主筋，分别和站台层、站厅的纵梁以及横梁焊接牢固，使其形成一个较为坚固的自然接地体。所有的自然接地体都必须要与钢筋结构相互贯通，保证每一个接地体的焊接口牢固。在地铁站的出口，结构梁必须预留几个接地端子，这些接地端子必须与接地网格进行电气连接。在防雷引线和地面0.5m的地方做断接测试卡。在设置综合接地网的时候，可以借鉴车站地网对其进行设计。

3.4车站电涌的保护方案

在地铁站中，弱电系统非常之多，比如信号系统、通讯系统、民用通讯、公安通讯、报警系统等。在这些电子设备中，电源系统的中性点工作接地、保护接地、电子设备等电位连接基地以及电力信息线路的电涌保护器接地等，都使用的是同一个接地系统。在每个弱电系统电源箱进线的地方安装电涌保护器，与此同时要根据SPD级间配合的各种要求，不断装设多级SPD，这样做可以有效减少过电压和系统内暂态过电压的能量。

4地铁站防雷与接地系统的组成

对于我国地铁站而言，它的主体结构都在地面以下，只有冷却塔、风亭和入口罩棚等设施在地面以上，这些设施的高度通常都比较低，因此，可以根据防雷装置，局部对其进行防雷接地保护措施，在整个地铁站中，主要是以感应雷为主。在整个地铁站中，内部接地网和外部接地网这两种网络共同组成了接地装置，这两种接地装置的接地端与地端子箱紧密相连，它主要是以保护接地和工作接地为主。在地铁站中，存在着很多直流牵引系统，同时还有很多负极与正极的行轨回流。所以，为了避免杂散电流可以顺利地从接地极向外流出，影响整个城市地下金属网，迄今为止，地铁站中的接地装置一直在使用外引接地极，对设备的基础槽钢金进行了绝缘处理。在我国的地铁站中，它的防雷和接地系统主要由以下部分组成：

4.1外引接地

在我国的地铁站中，其内部的接地极通常是由垂直接地极和水平接地极所组成的，通常位于地铁站结构底板以下位置，利用防水层，使其和底板绝缘。其中的水平接地使用的是铜母排，铜母排外缘的角都要成弧形，因为只有这样，才可以有效地降低接触电极和跨步电势;对于垂直接地，则需要用到铜管，根据其中的电解率，算出单根垂直接地极的长度和垂直接地的总数量。在这期间，地铁站中的车站要引出四组接地线，按照弱电、强电以及等电位分别设置，并且在这些电阻之间要保持一定距离。因为这些都属于永久性的地铁设施，所以在选用的时候，必须使用铜材。

4.2接地引出线

对于地铁站中的接地引出线而言，每一组接地引出线都必须有三个甚至更多的接触引出点，要对这些点进行一个绝缘处理。这些接触点必须使用铜母排，与此同时，还要穿过止水板，将其固定在电缆夹层的墙上。

4.3接地电缆以及接地母排端子板

接地电缆要使用单芯组燃铜芯电缆，它可以用在连接接地引出线与接地母排端子板、地母排端子板和接地端子箱之间。 接地母排端子板设置在站台板下或者是电缆夹层以内，它直接与接地引出线相互连接，作为功能完全不同的接地母排，接地端子箱要设置在末尾处，使其直接和各个设备相互连接。

5结语

总之，我们要制定科学可行的保护方案，充分满足地铁直流牵引供电系统的保护需求，从而更好的促进地铁牵引供电系统保护工作的开展，进一步提高系统运行稳定性和地铁运营效率。

参考文献

[1]孟科，周非，苗建科，周天鸣，赵阳.地铁牵引供电系统直流馈线保护技术探究[J].科技创新与应用，2020（03）.

[2]张运运.地铁牵引供电系统直流馈线保护[J].城市建设理论研究，2019（02）.

[3]李菲.浅析地铁直流牵引供电系统馈线保护[J].通讯世界，2020（09）.