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地铁接地电阻检测的相关问题

作者：纪旭日期：2014-03-13 10:03 来源：城市建设理论研究

杭州市地铁集团有限责任公司运营分公司浙江杭州 310000
摘要：由于地铁的大部分区段均位于地下，特殊的环境加上复杂多样的电气设备，使得地铁内人身和设备的安全问题显得尤为重要，这就需要对
地铁的每种电气设备都进行接地电阻检测，以此才能有效保证人身和电气运行安全。本文即详细阐述了地铁接地电阻检测中的相关问题。
关键词：地铁；接地电阻；检测；误差；测量辅助线
一、地铁接地电阻概述
在地铁车站，需要进行接地设计的系统有很多，其中包括牵引变电
所及降压变电所的工作接地，还有保障人身和设备安全的保护接地，另
外还有通信、信号等系统的弱电接地，以及地上车站的防雷接地，接地
种类繁多。
地铁采用的是直流牵引供电系统，这是与地面的大型建筑不同的。
通过馈电线路将750V 或 1500V 直流供电制式送至接触网或接触轨，电
动机车要通过受流器与接触网或接触轨接触而获得电力供应，最后再通
过作为回流线路的走行轨将电流引回至牵引变电所。而电流在由走形钢
轨回流至牵引变电所的途中，由于钢轨与大地之间不能做到完全的绝
缘，那么必然会有一部分电流通过大地流向牵引变电所，这部分杂散电
流会对地铁的金属构件产生侵蚀破坏，地铁接地的破坏由此会与民用建
筑的接地不同。
当前我国城市地铁的接地电阻大多是人工接地的方式，对设备基础
槽钢进行绝缘处理，采用采用外引接地极，绝缘引入，并且设置专用接
地网。地铁接地网由内部接地网和外部接地网两部分组成，内部接地网
是由由设备基础槽钢用镀锌扁钢连接起来的，而外部接地网由外引接地
极用镀锌扁钢连接起来构成。外部接地网的绝缘引入在接地母线排处和
内部接地网构成地铁的接地装置。
随着我国城市地铁建设规模的不断扩大，地铁内部的各种系统，诸
如电力、电气、电子及通信、监控系统等设备使用日益增多，由此地铁
内的接地便显得十分重要。而要检测地铁的接地装置是否正常运行，对
工程的接地电阻进行检测是绕不开的一环。
二、地铁接地电阻检测存在的问题
地铁施工中若电气设备接地与防雷设备接地共用一个接地系统时，
一般要求接地电阻值≦ 1Ω。是，实际检测过程中由于人员操作、仪器
设备的精度和检测环境的影响，可能会导致检测出的数值存在一定的误
差，主要表现在以下几个方面：
1、测量仪器的计量性能（如灵敏度、分辨率、稳定性等）的局限性，
对于接地电阻测试仪来说，稳定性是主要因素。
2、对测量过程受环境影响的认识不足或对环境的测量与控制不完
善。具体表现为：
（1）接地电阻测试值与土壤湿润程度有关，但难以确定定量的关系；
（2）接地电阻测试仪探针深度及其与土壤的接触状况；
（3）接地电阻测试仪E（P2、C2）端与接地体预留接地检测端子
连接而产生的接触电阻存在偏差；
3、取样的代表性
即被测样本不能完全代表所定义的被测量体。
（1）在存在多根接地引下线的情况下，对每根引下线测试的接地
电阻值不同。
（2）同一引下线选择不同的辅助接地极测针位置时，其测试值不同。
一是电流测针和电压测针的相对位置；二是测针与接地网（接地体）的
相对位置。
（3）当土壤电阻率有变化时，无法一次性进行较准确的测量。
4、对暗敷的引下线检测缺乏科学性
在检测中未能对每根引下线的通断及电阻值大小进行正确的检测，
也不能反映并联引下线电阻值的大小。
5、被测量的定义是否完整
即测试原理是否真实地反映出接地体对地电压与通过接地体流入地
中电流的比值。事实上雷电流接地电阻测试值与真值有一定差异。
三、地铁接地电阻检测的相关问题
（一）接地电阻的检测
接地电阻的测量方法较多，最普遍采用的是接地摇表，其本身备有
3 根测量用的软导线，可接在 E、P、C3 个接线端子上，其中 P 端子
为电压极（探针）；C 端子为电流极（辅助接地极）；E 端子连到被
测接地体上。
对接地电阻进行现场检测首先是检测其外观，要注意检查各种接地
设备的连接状况，连接不好的要及时予以解决。外观检测完毕后，要通
过接地电阻仪来测量接地电阻值。但需要引起注意的是，实际检测过程
中由于人员操作、仪器设备的精度和检测环境的影响，可能会导致检测
出的数值存在一定的误差，为将误差降到最小，要求检测人员要严格按
照操作规范进行检测，要定时对检测仪器设备进行校准，使其精度达标，
通过以上措施便可大大缩小接地电阻值检测的误差范围。
（二）接地电阻值的确定原则
接地电阻值的确定对实现接地系统功能具有重要意义，另外其直接
影响着地铁接地系统的投资规模，因此确定好接地电阻是地铁接地电阻
检测的重要环节。历来关于地铁接地电阻值的确定相关规范的说法也不
尽相同。如GB 50174-93《电子计算机机房设计规范》中规定“交流工
频接地、安全保护接地、直流工作接地、防雷接地四种接地宜共用一组
接地装置，其接地电阻值按最小值确定”。GBJ79-85《工业企业通信接
地设计规范》规定“电信站的通信接地，接地体单设时，接地电阻值
≤ 4Ω；与工频接地共用接地体时，接地电阻值≤ 1Ω”。而长期以来，
参照国外标准要求，国内地铁接地设计的接地电阻小于 0.5Ω。
到底接地电阻值该如何确定，业界的普遍做法是从各种接地所具有
的具体功能入手进行分析。
1、强电接地
强电接地的电阻值要严格控制在规定值以内，因为强电接地主要以
泄放大电流为主，其关系到人身安全。
2、弱电接地
弱电接地在为电子电路提供基准电位的情况下，弱电基准电位的接
地对地电阻应大于1mΩ。另外为安全起见，同时考虑弱电设备的易耦
合性，要将直流接地与大地做连接，同时将弱电设备外壳与其基准点做
单点连接，求得可保证的等电位。
通过对以上强弱电接地的讨论，直流接地电阻一般要与系统保护接
地电阻保持一致，即4Ω，且其在等电位情况下可以与 PE 线连接。
（三）测量辅助线的影响
首先，由于辅助线本身存在的线阻，测量结果的准确性会受到一定
影响，另外，若接地电阻测试仪的频率不相同，那么测量出的阻抗值也
会呈现差异性。
其次，测量辅助线还易受到电磁波的干扰，随着城市的高度发展，
无线通讯的日益发达，地铁站周边的各种无线电设备均可发出强电磁
波，电磁波会严重影响测量数据的准确性。
为了减小辅助测量线对检测结果的影响，保证测量结果的准确性，
可采取以下措施：
1、E 极接地检测辅助线选择铜导线较为合适，但是对铜导线的性
状有较为严格的要求，即要选择截面积小的多股内芯铜导线；
2、检测中使用辅助测量线时，应对接地电阻检测结果进行修正，
减去增加的辅助测量线的线阻；
3、当测量现场周围屋面有移动通信天线时，辅助测量线可考虑采
用屏蔽线；
4、辅助测量线在测量时尽量放直，不应缠绕，避免卷在一起而增
大辅助测量线的阻抗，引起测量数据不准确。
（四）地铁接地电阻检测中应注意的问题
1、接地电阻检测时，要断开地网和诸如断接卡、引入线之类的其
他接地设施。在利用建筑基础做接地体时，为真实反映地网的接地电阻
值，要在测试端进行子测试。
2、对地网进行首次检测时，为确保检测数据的准确性，要进行三
次不同方位的检测，三个数据共同确定准确的接地电阻值。
3、检测完毕后，要将本次检测的数据与历年的检测数据进行比较。
一般情况下，若地网、地质、检测季节不变，那么历年的检测数据差异
则不大，若出现差异较大的情况，应积极查找原因，并予以更正，已维
护检测数据的权威性。
4、所用的连接线的截面积一般不小于1.5mm2，在应用各种专用仪
器时，与被测接地体相联的导线电阻不应大于接地体接地电阻的2 ～ 3%。
参考文献
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