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【摘 要】地铁作为城市交通的重要组成部分，对减少城市拥堵起着重要的意义。地铁运行过程中，电能支撑，而牵引混合变电所的职能就是为地铁运行提供充足的电能。而牵引混合变电所能够安全有效的运行，则主要依靠接地系统。正式因为如此，大多数研究者都对地铁区间牵引混合变电所接地系统进行分析。
【关键词】地铁；牵引混合变电所；接地系统；施工技术
昆明地铁机场线是连接市区与长水新国际机场的地铁交通线，起点东部客运汽车站，终点长水国际机场，全长18.18km，由于是郊区地段，因此仅设4个车站，最大区间东部客运汽车站至大板桥站，长度为10.3km，根据直流供电的特点，在区间内设置了4个区间牵引降压混合变电所进行供电，由于当地为卡斯特地貌，溶洞和岩石遍布，因此变电所的地网的接地电阻达到设计要求极为困难，因此我们开始探索在这种情况下的接地系统的分析与施工研究。
一、地铁区间牵引混合变电所接地系统的影响因素
牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。
1、土壤电阻率因素
地铁区间牵引混合变电所接地系统的很多参数都比较常用，土壤电阻率就是其中之一。土壤电阻率与接地系统效果直接相关。通常情况下，土壤电阻率与接地电阻呈现出正比例关系。因此在接地系统施工时，施工人员需要尽可能的减少接地电阻，以此保证变电所具有一定的防雷性。但是施工人员要保证土壤电阻率能够达到接地系统要求，而不是一味的降低电阻值，否则变电所运行也将会受到影响。土壤电阻率数值并不固定，既与土壤类型有一定的关系，也与土壤中导电离子含量有直接的关系，另外，与土壤含水量、温度等有密切相关。为了能够适宜的降低土壤电阻，一般情况下，选择应用降阻剂或者选择应用粒子接地极来减少土壤电阻率。
2、接地材料因素
不同的接地材料对地铁区间牵引混合变电所接地系统有着不同的影响。这主要是因为接地材料的导电性、热稳定性等都有很大的差别。比如铜接地材料导电性就比较强，而热镀锌钢接地材料的导电性则远不如铜接地材料。如果这两种的接地体截面一致，相比较而言，铜接地材料具有更好的稳定性。同时铜与钢相比，更耐腐蚀。据研究表明，铜腐蚀速度是钢腐蚀速度的3倍。就电气性能来讲，铜接地材料更强。
3、接地方法因素
地铁区间牵引混合变电所接地系统主要有两种接地方式，第一种是独立接地，此种接地方式主要应用在普通的地铁区间牵引混合变电所中。通常情况下，接地网电阻为0.5Ω；第二种是综合接地方式，此种方式主要是以钢轨、接触轨等作为骨架，再与沿线金属体想通，最终形成立体接地网络。对于沿线地铁，施工人员通常会选择应用等电位原则来完成连接，以此保证接地电阻达到相应需求，同时人身安全也能够得到保证。
二、地铁区间牵引混合变电所接地系统施工技术要点
地铁区间牵引混合变电所接地系统在进行施工时，要注意各个参数数据要到达标准要求，首先地电位电压要保持在1685v之内，而电阻则应该超过0.105Ω。早期的施工技术已经不能达到地铁区间牵引混合变电所接地系统的需求，对此施工人员开始应用新型的施工技术，起具体施工技术要点如下：
1、降低接地电阻的施工
因为土壤电阻率与接地电阻之间成正比关系，所以施工人员降低接地电阻做好的方法，就是更换土壤，应用电阻率不高的土壤来代替原有土壤，以便减少接地电阻值。但是此种方法看似比较简单，但是却又很多不足之处，比如成本比较高。因此施工人员通常不会选择此种方法，而是通过增加接地体长度或者是扩大体积的方法，也可以选择将接地体直接埋入到中比较深的地下，这些方法都能够减少接地电阻。除了上述方法外，施工人员也可以应用物理降阻的方法，在接地极附近使用降组剂，也能够通过增加接地极尺寸的方式来达到降低电阻的目的。
2、接地装置材料选择
牵引变电所接地系统长期安全可靠运行的关键在于采用品质好的接地材料，目前通用的接地装置是采用铜材料和粒子接地极。地铁牵引混合变电所接地系统接地体材料尽量采用铜材，以保证接地系统长期安全可靠运行；铜接地体施工方便。由于铜绞线柔性好，允许的弯度半径小，所以拐弯方便，穿管容易，水平主网推荐采用铜绞线。铜线的高机械强度，使其能够成卷供货，便于机械化施工。搭接处采用放热焊接，操作方便，施工进度快，节省人工费用，简化施工工艺，更重要的是保证了铜接地网的连接质量。推荐垂直地网采用镀铜钢接地棒，由于接地棒截面远小于角钢，在做垂直接地施工时工作量减少，并能垂直深入土壤，使通过加大垂直接地深度来降低接地电阻成为一种可能。
3、不等间距布置
在常规的接地网设计中，一般按等间距布置均压带，但由于端部和邻近效应，接地网边角处泄漏电流远大于中心处，导致接地网电位分布很不均匀，而采用不等距方式布置接地体，可以有效地改善接地网的泄漏电流密度分布，使接地网各处的泄漏电流密度基本一样，从而使接地网的地电位分布变得均匀，并且接地网中心的接地体能充分发挥散流的作用；其次采用不等间距布置可以降低接地网最大接触电势，从而提高接地网的安全可靠性，同时不等距接地网比等间距地网还可节约20%～30%接地材料。
4、接地方式的选择
地铁接地应该纳入综合接地系统，减小等效接地电阻。采用综合接地后，牵引混合变电所接地电阻应计算整个综合接地系统的等效电阻，如不能满足要求时，可通过在综合接地系统内增加接地极的方案，改善等效电阻。该方案远比牵引混合变电所采取加密垂直接地极、外引接地、移土填沟、降阻剂等“独立接地”的设计方法易于实现而且经济。设置综合接地后，沿线的牵引变电所地网、信号设备地网、钢轨回流、接触轨支架、地铁电力设备接地等均与综合地线相连，以达到等效接地电阻非常小的目的。
5、其他辅助措施
为确保人身和设备安全，还可设置以下辅助措施：（1）设置可靠的继电保护装置，尽快切除短路电流；（2）接地电位线尽量平缓；（3）采取安全运行措施，如规定运行人员操作和巡视时穿戴绝缘靴或绝缘手套，以及铺设电阻率高的路面等。总之，接地的实质是控制变电所发生接地短路时，故障点地电位的升高。因此接地主要是为了设备及人身的安全，起作用的是电位而不是电阻，接地电阻是衡量地网合格的一个重要参数，但不是唯一的参数。重要的衡量指标是故障时的地电位。高速铁路短路电流大，牵引变电所采用“独立接地”已无法满足故障时人身及设备安全要求。牵引变电所接地必须纳入综合接地系统，并对短路故障时地电位进行校核。
三、结语
综上所述，可知现代交通的发展，地铁已经成为人们出行的首选。现如今，我国地铁属于高速发展时期，为了能够保证地铁交通安全有效的运行，对牵引混合变电所及其相应的接地系统提出了更严格的要求。接地系统施工本身就是一项对技术性要求非常高的工程，因此要求施工人员技术水平一定要达到相应的水平。
参考文献：
[1] 邱庆珠. 地铁车站“综合接地装置”设计中的若干问题[J]. 电气应用. 2005（11）
[2] 计初喜，龐玉春. 城市轨道交通用电缆的品种及应用[J]. 电线电缆. 2005（01）
[3] 陈健. 地铁车站设备监控系统的设计和功能介绍[J]. 微计算机信息. 2004（07）
[4] 孔玮，秦立军，黄旭红，杜宏，杨奇逊. 城市轨道交通综合自动化系统的研究[J]. 中国电力. 2004（07）
[5] 张海波. 城市轨道交通供电系统中压网络的选择[J]. 城市轨道交通研究. 2005（05）
【关键词】地铁；牵引混合变电所；接地系统；施工技术
昆明地铁机场线是连接市区与长水新国际机场的地铁交通线，起点东部客运汽车站，终点长水国际机场，全长18.18km，由于是郊区地段，因此仅设4个车站，最大区间东部客运汽车站至大板桥站，长度为10.3km，根据直流供电的特点，在区间内设置了4个区间牵引降压混合变电所进行供电，由于当地为卡斯特地貌，溶洞和岩石遍布，因此变电所的地网的接地电阻达到设计要求极为困难，因此我们开始探索在这种情况下的接地系统的分析与施工研究。
一、地铁区间牵引混合变电所接地系统的影响因素
牵引变电所把区域电力系统送来的电能，根据电力牵引对电流和电压的不同要求，转变为适用于电力牵引的电能，然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网，为电力机车供电，或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统，为地铁电动车辆或电车供电。
1、土壤电阻率因素
地铁区间牵引混合变电所接地系统的很多参数都比较常用，土壤电阻率就是其中之一。土壤电阻率与接地系统效果直接相关。通常情况下，土壤电阻率与接地电阻呈现出正比例关系。因此在接地系统施工时，施工人员需要尽可能的减少接地电阻，以此保证变电所具有一定的防雷性。但是施工人员要保证土壤电阻率能够达到接地系统要求，而不是一味的降低电阻值，否则变电所运行也将会受到影响。土壤电阻率数值并不固定，既与土壤类型有一定的关系，也与土壤中导电离子含量有直接的关系，另外，与土壤含水量、温度等有密切相关。为了能够适宜的降低土壤电阻，一般情况下，选择应用降阻剂或者选择应用粒子接地极来减少土壤电阻率。
2、接地材料因素
不同的接地材料对地铁区间牵引混合变电所接地系统有着不同的影响。这主要是因为接地材料的导电性、热稳定性等都有很大的差别。比如铜接地材料导电性就比较强，而热镀锌钢接地材料的导电性则远不如铜接地材料。如果这两种的接地体截面一致，相比较而言，铜接地材料具有更好的稳定性。同时铜与钢相比，更耐腐蚀。据研究表明，铜腐蚀速度是钢腐蚀速度的3倍。就电气性能来讲，铜接地材料更强。
3、接地方法因素
地铁区间牵引混合变电所接地系统主要有两种接地方式，第一种是独立接地，此种接地方式主要应用在普通的地铁区间牵引混合变电所中。通常情况下，接地网电阻为0.5Ω；第二种是综合接地方式，此种方式主要是以钢轨、接触轨等作为骨架，再与沿线金属体想通，最终形成立体接地网络。对于沿线地铁，施工人员通常会选择应用等电位原则来完成连接，以此保证接地电阻达到相应需求，同时人身安全也能够得到保证。
二、地铁区间牵引混合变电所接地系统施工技术要点
地铁区间牵引混合变电所接地系统在进行施工时，要注意各个参数数据要到达标准要求，首先地电位电压要保持在1685v之内，而电阻则应该超过0.105Ω。早期的施工技术已经不能达到地铁区间牵引混合变电所接地系统的需求，对此施工人员开始应用新型的施工技术，起具体施工技术要点如下：
1、降低接地电阻的施工
因为土壤电阻率与接地电阻之间成正比关系，所以施工人员降低接地电阻做好的方法，就是更换土壤，应用电阻率不高的土壤来代替原有土壤，以便减少接地电阻值。但是此种方法看似比较简单，但是却又很多不足之处，比如成本比较高。因此施工人员通常不会选择此种方法，而是通过增加接地体长度或者是扩大体积的方法，也可以选择将接地体直接埋入到中比较深的地下，这些方法都能够减少接地电阻。除了上述方法外，施工人员也可以应用物理降阻的方法，在接地极附近使用降组剂，也能够通过增加接地极尺寸的方式来达到降低电阻的目的。
2、接地装置材料选择
牵引变电所接地系统长期安全可靠运行的关键在于采用品质好的接地材料，目前通用的接地装置是采用铜材料和粒子接地极。地铁牵引混合变电所接地系统接地体材料尽量采用铜材，以保证接地系统长期安全可靠运行；铜接地体施工方便。由于铜绞线柔性好，允许的弯度半径小，所以拐弯方便，穿管容易，水平主网推荐采用铜绞线。铜线的高机械强度，使其能够成卷供货，便于机械化施工。搭接处采用放热焊接，操作方便，施工进度快，节省人工费用，简化施工工艺，更重要的是保证了铜接地网的连接质量。推荐垂直地网采用镀铜钢接地棒，由于接地棒截面远小于角钢，在做垂直接地施工时工作量减少，并能垂直深入土壤，使通过加大垂直接地深度来降低接地电阻成为一种可能。
3、不等间距布置
在常规的接地网设计中，一般按等间距布置均压带，但由于端部和邻近效应，接地网边角处泄漏电流远大于中心处，导致接地网电位分布很不均匀，而采用不等距方式布置接地体，可以有效地改善接地网的泄漏电流密度分布，使接地网各处的泄漏电流密度基本一样，从而使接地网的地电位分布变得均匀，并且接地网中心的接地体能充分发挥散流的作用；其次采用不等间距布置可以降低接地网最大接触电势，从而提高接地网的安全可靠性，同时不等距接地网比等间距地网还可节约20%～30%接地材料。
4、接地方式的选择
地铁接地应该纳入综合接地系统，减小等效接地电阻。采用综合接地后，牵引混合变电所接地电阻应计算整个综合接地系统的等效电阻，如不能满足要求时，可通过在综合接地系统内增加接地极的方案，改善等效电阻。该方案远比牵引混合变电所采取加密垂直接地极、外引接地、移土填沟、降阻剂等“独立接地”的设计方法易于实现而且经济。设置综合接地后，沿线的牵引变电所地网、信号设备地网、钢轨回流、接触轨支架、地铁电力设备接地等均与综合地线相连，以达到等效接地电阻非常小的目的。
5、其他辅助措施
为确保人身和设备安全，还可设置以下辅助措施：（1）设置可靠的继电保护装置，尽快切除短路电流；（2）接地电位线尽量平缓；（3）采取安全运行措施，如规定运行人员操作和巡视时穿戴绝缘靴或绝缘手套，以及铺设电阻率高的路面等。总之，接地的实质是控制变电所发生接地短路时，故障点地电位的升高。因此接地主要是为了设备及人身的安全，起作用的是电位而不是电阻，接地电阻是衡量地网合格的一个重要参数，但不是唯一的参数。重要的衡量指标是故障时的地电位。高速铁路短路电流大，牵引变电所采用“独立接地”已无法满足故障时人身及设备安全要求。牵引变电所接地必须纳入综合接地系统，并对短路故障时地电位进行校核。
三、结语
综上所述，可知现代交通的发展，地铁已经成为人们出行的首选。现如今，我国地铁属于高速发展时期，为了能够保证地铁交通安全有效的运行，对牵引混合变电所及其相应的接地系统提出了更严格的要求。接地系统施工本身就是一项对技术性要求非常高的工程，因此要求施工人员技术水平一定要达到相应的水平。
参考文献：
[1] 邱庆珠. 地铁车站“综合接地装置”设计中的若干问题[J]. 电气应用. 2005（11）
[2] 计初喜，龐玉春. 城市轨道交通用电缆的品种及应用[J]. 电线电缆. 2005（01）
[3] 陈健. 地铁车站设备监控系统的设计和功能介绍[J]. 微计算机信息. 2004（07）
[4] 孔玮，秦立军，黄旭红，杜宏，杨奇逊. 城市轨道交通综合自动化系统的研究[J]. 中国电力. 2004（07）
[5] 张海波. 城市轨道交通供电系统中压网络的选择[J]. 城市轨道交通研究. 2005（05）