排流柜施工设计说明书(正线).doc

珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程

供电系统施工设计说明书

第 七 章

杂散电流腐蚀防护
（正 线）

中铁电气化勘测设计研究院有限公司
工程设计证书：甲级 编号：020005-sj
二00九年八月 天津

珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程

供电系统施工设计说明书

第 七 章

杂散电流腐蚀防护
（正 线）

院主管总工（王立天）（签名）：
项目负责人（徐 平）（签名）：
所总工程师（苏鹏程）（签名）：
系统负责人（孙才勤）（签名）：
复 核（孙才勤）（签名）：
编 写（周 源）（签名）：

中铁电气化勘测设计研究院有限公司
工程设计证书：甲级 编号：020005-sj
二00九年八月 天津

目录

1 概述 1
1.1 工程概况 1
1.2 初步设计审查意见及落实情况 1
2 设计依据 1
3 设计范围及接口 2
3.1 设计范围 2
3.2 设计分界 2
4 主要设计原则 2
5 设计说明 3
5.1 牵引供电 3
5.2 车站 4
5.3 区间隧道 5
5.4 轨道 6
5.5 信号及通信 6
5.6 电缆及金属管线 6
5.7 杂散电流监测系统 7
6 施工注意事项 7
7 附图 8

珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程 正线施工设计说明书
1 概述
1.1 工程概况
广佛线西起佛山市魁奇路，向北再折向东穿越禅城区，经南海区，过五丫口大桥后进入广州市境内，穿越荔湾区，止于海珠区的沥滘村。线路全长32.16km，全部为地下线路，全线共设置21座车站，其中佛山市境内线路长14.794km，设11座车站；广州市境内线路长17. 365km，设10座车站。
全线共有9座车站与其它轨道交通线换乘，分别是：魁奇路站（与佛山二号线换乘）、季华园站（与佛山四号线换乘）、祖庙站（与佛山五号线换乘）、桂城站（与佛山三号线换乘）、南桂路站（与佛山六号线换乘）、西朗站（与广州一号线换乘）、沙园站（与广州八号线换乘）、南洲站（与广州二号线换乘）、沥滘站（与广州三号线换乘）。
广佛线全线将于2012年建设完成并开通运营。设置车辆段一处，位于佛山市南海区夏南村附近；设置主变电站两座，其中新建一座，位于千灯湖站附近，与广州二、八号线合用一座，位于沙园站附近；在车辆段内设置控制指挥中心一座。
广佛线车辆最高运行速度80km/h，初、近、远期均采用四节编组。
供电系统采用110/33kV两级电压制的集中供电方式；牵引供电系统采用直流1500V供电。地下区段全部线路采用刚性架空接触网，车辆段采用柔性架空接触网。
本工程牵引供电系统是以走行轨为回流通路的直流牵引供电系统。由于运营环境、经济及其它方面因素的限制，走行轨不可能完全绝缘于道床结构，因此钢轨不可避免地向道床及车站、隧道结构泄漏电流，即杂散电流。杂散电流会对土建结构钢筋、钢轨、设备金属外壳及其他地下金属管线产生电腐蚀。
杂散电流防护是个综合性工程项目，设计措施的实施涉及专业较多，各专业、工种必须紧密配合、协调。杂散电流防护对各专业的要求已通过通用图的方式发给各专业并由各专业负责实施。本杂散电流防护施工设计是本专业的电气施工图，主要是监测系统和排流系统的实施。
1.2 初步设计审查意见及落实情况
无。
2 设计依据
（1） 《珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程初步设计》文件。
（2） 《珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程初步设计》审查意见。
（3） 《珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程供电系统设计合同》。
3 设计范围及接口
3.1 设计范围
珠江三角洲城际快速轨道交通广州至佛山段工程正线杂散电流防护监测系统和排流系统施工设计。
3.2 设计分界
与变电所专业接口：牵引变电所排流柜安装和排流电缆敷设由变电所专业负责。排流端子及排流系统电缆连接敷设由本专业负责。
与轨道专业接口：防护电缆与钢轨的焊接点，焊接点的位置由本专业提出并实施，轨道专业确认。本专业提出绝缘轨缝设置位置，轨道专业负责实施。
与信号专业接口：防护电缆与钢轨的焊接点，焊接点的位置由本专业提出并实施，信号专业确认。本专业提出绝缘轨缝设置位置，信号专业确认，轨道专业负责实施。
与其他专业接口：本专业提出结构钢筋焊接要求和接地系统概念，其他相关专业负责实施。
4 主要设计原则
（1）杂散电流防护设计应按照“以堵为主，以排为辅，堵排结合，加强监测”的原则设计。
堵：隔离、控制所有可能的杂散电流泄漏途径，减少杂散电流进入地铁的主体结构、设备、金属管线及其他的相关设施。
排：通过杂散电流的收集及排流系统，提供杂散电流返回牵引变电所的金属通路，以限制杂散电流继续向地铁系统以外泄漏，减少杂散电流对金属管线及金属构件的腐蚀。
测：设计完备的杂散电流监测系统，监视、测量杂散电流的大小，为运营维护提供依据。
（2）杂散电流防护系统应符合《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》。
（3）杂散电流防护专业应与轨道、建筑、区间结构、给排水、信号 、通信、环控、低压配电等相关专业配合，在相关专业技术和工程实施可行的基础上，设计可靠的杂散电流防护方案。
（4）杂散电流监测系统应根据杂散电流分布的实际特点，合理设置监测点，监测系统应可靠且便于维护管理。
（5）当杂散电流防护工程与安全接地发生矛盾，且相关安全接地措施必须实施时，应优先考虑安全接地。
（6）杂散电流防护与接地系统应根据各区段的具体结构形式，采用合理的设计方案。
（7）在保证杂散电流防护系统成功实施的基础上，尽量减少投资。
5 设计说明
5.1 牵引供电
牵引变电所负回流线应与钢轨可靠焊接，其根数不少于两根，且应具有足够的导电截面，当一根电缆故障时，其余电缆也能满足导电截面要求。
在正线各车站两端上下行钢轨间设置均流电缆，但在有负回流电缆的一端，上下行钢轨间不再设均流电缆；均流电缆的设置焊接点必须满足信号和轨道专业的要求，信号专业设置钢轨间均流电缆后本专业不再设置。均流电缆选择2根150mm2截面的DC1500V铜电缆。
排流柜设在牵引变电所内，排流柜内的汇流母排（正极端）接负极柜的负母排，接地支路接变电所内的地母排，排流支路接车站内整体道床排流端子和隧道结构钢筋排流端子。排流柜的柜体需要安全接地，接变电所内的地母排。
牵引变电所直流开关柜、整流器柜、负极柜等设备均应采用绝缘法安装，并单点接地。
5.2 车站
全线车站的结构形式各不相同，但有共同的特点：车站有底板、中板、顶板和边墙。地质条件较差的车站，在施工之前先做钢筋混凝土结构竖桩或连续墙，以防止挖坑较深引起边墙倒塌；地质条件较好的车站采用直挖后再做底板钢筋浇注、边墙钢筋浇注。在车站端头和区间接口处设有施工缝，长距离的车站中间还设置了变形缝。
车站的底板、中板、顶板横向结构钢筋应电气连续，若有搭接，应进行搭接焊，并和车站边墙的竖筋相焊接。底板纵向钢筋应电气连续，若有搭接，应进行搭接焊。每隔5米选取底板、中板、顶板内表层的一根横向钢筋和所有纵向钢筋焊接。变形缝两侧第一排表层横向钢筋应与所有的表层纵向结构钢筋焊接。在左右轨道线路正下方分别选二根底板表层纵向结构钢筋与所有的底板表层横向钢筋焊接。
在有牵引变电所的车站站台板下方用50´5mm2的扁铜和底板表层结构钢筋焊接引出车站主体结构钢筋排流端子，排流端子在穿越道床时应包绝缘带以避免与道床结构钢筋接触。主体结构钢筋排流端子和牵引变电所内的排流柜排流支路端子通过1´150mm2的铜电缆相连接，将主体结构钢筋内的杂散电流流回牵引变电所。
在车站中间变形缝两侧用50´5mm2的扁铜和侧墙表层结构钢筋焊接引出引出连接端子，两侧的连接端子通过1´95 mm2的铜电缆连接将变形缝两侧的车站结构钢筋连接成一个电气整体，连接之后应连接端子涂上防锈漆。
车站和区间隧道接口处设有施工缝，施工缝两侧（盾构区间侧除外）第一排表层横向钢筋应与所有的表层纵向结构钢筋焊接，并用50´5mm2的扁铜在侧墙和表层结构钢筋焊接引出连接端子。当车站和盾构区间相邻时，盾构区间采用隔离法防护，无法实现相邻车站结构钢筋的电气连通。所以必须采用电缆将相邻车站端头的连接端子连接起来，连接电缆采用1´95mm2铜电缆，线路两侧均需要连接，连接之后应连接端子涂上防锈漆。
从车站的两端进出站附近的结构钢筋引出杂散电流防护测量端子，测量端子采用50´5mm2的扁铜，该测量端子将和杂散电流监测系统相连接。
5.3 区间隧道
区间隧道有明挖区间隧道、暗挖区间隧道和盾构区间隧道三种，不同的隧道形式，杂散电流防护的方式不同，对结构钢筋的焊接要求也不同。
5.3.1 明挖区间隧道
明挖区间隧道一般离地面较近，受地面温度影响大，每隔一定距离需要设置变形缝以缓冲结构钢筋的伸缩，两变形缝之间称为一个结构段。每个结构段内的内层横向钢筋应电气连续，若有搭接，应进行搭接焊，并且内层横向钢筋应和竖筋焊接。每个结构段内的内层纵向钢筋应电气连续，若有搭接，应进行搭接焊。在每个结构段内，每隔5米将内表层横向钢筋与所有的内表层纵向结构钢筋焊接。在底板上层结构钢筋中，选取垂直轨道下方的二根纵向结构钢筋和所有的上层横向结构钢筋焊接。变形缝两侧第一排横向结构钢筋应和所有的与之相交的纵向结构钢筋焊接，并在侧墙上引出连接端子，连接端子采用50´5的扁铜，两侧的连接端子通过1´95 mm2的铜电缆连接将变形缝两侧的隧道结构钢筋成一个电气整体。
在距车站250米的隧道处，从两侧墙内的结构钢筋中引出测量端子，测量端子采用50´5的扁铜，该测量端子将和杂散电流监测系统相连接。
5.3.2 暗挖区间隧道
暗挖区间隧道壁分初衬墙和二衬墙，初衬墙和二衬墙之间有防水层，二衬墙内有2层结构钢筋，为了防止焊接火花对防水层的影响，杂散电流防护只对暗挖区间隧道二衬墙内的表层结构钢筋提出相应的焊接要求。
每个横向钢筋圈应电气连续，若有搭接，应进行搭接焊。每个纵向钢筋应电气连续，若有搭接，应进行搭接焊。每隔5米将内表层横向钢筋圈与所有的内表层纵向结构钢筋焊接。在底板上层结构钢筋中，选取垂直轨道下方的二根纵向结构钢筋和所有的上层横向结构钢筋焊接。变形缝两侧第一排横向结构钢筋圈应和所有的与之相交的纵向结构钢筋焊接，并在侧墙上引出连接端子，连接端子采用50´5的扁铜，两侧的连接端子通过1´95 mm2的铜电缆连接将变形缝两侧的隧道结构钢筋成一个电气整体。
在距车站250米的隧道处，从两侧墙内的结构钢筋中引出测量端子，测量端子采用50´5的扁铜，该测量端子将和杂散电流监测系统相连接。
5.3.3 盾构区间隧道
盾构区间隧道是由圆形管片一片片连接而成，每个管片内有结构钢筋。管片安装之前是在工场预制而成，管片内的结构钢筋之间已连接成一个电气整体，但管片结构钢筋和相邻管片结构钢筋是没有金属连接的。管片的宽在1米左右，采用排流法实现杂散电流防护是很困难的，采用隔离法就比较简单，只要求管片结构钢筋和管片之间的连接螺栓用混凝土隔离。由于单个管片面积很小，限制了杂散电流向管片钢筋的泄漏，起到了对管片结构钢筋的保护。盾构区段采用1´95 mm2的低烟无卤A类阻燃的直流铜电缆将两侧车站（或明挖、暗挖区间）连接端子连接，实现全线排流系统的畅通。
5.4 轨道
走行回流钢轨选用60kg/m钢轨，并焊接成长钢轨，钢轨接头电阻应小于5米长的回流钢轨阻值，以减少回流阻抗。若采用短钢轨，用鱼尾板螺栓连接，则被连接的两根钢轨之间必须加焊2根截面为120mm2的绝缘铜电缆。
电化线路中的道岔与辙岔的连接部位应设置铜引连接线，每根钢轨的铜引连接线采用2根截面为120mm2的绝缘铜电缆，铜引线与钢轨间应可靠焊接，接头电阻不应超过1米长完整钢轨的电阻值。
在轨道与混凝土轨枕之间、在紧固螺栓、道钉与混凝土轨枕之间及扣件与混凝土轨枕之间采取绝缘措施，加强轨道对道床绝缘，以减少钢轨泄漏电流。钢轨与道床间泄漏电阻应不小于15W·km。更具体的要求是：单个钢轨的支撑处在干燥条件下的绝缘电阻值应达到108W以上，潮湿条件下的绝缘电阻值应达到106W以上。
5.5 信号及通信
要求信号、通信设备和钢轨不应有电气连接，设备的接地接到沿线的接地扁钢上。
5.6 电缆及金属管线
电缆及金属管线的接地应接到沿线的接地扁钢上或车站接地母排上。
5.7 杂散电流监测系统
本工程在朝安站检修室设置一套杂散电流综合监测装置，通过数据传输线将监测信息传送至微机管理系统，使运营人员可在办公室内直接查询各种统计信息，并可打印各种管理报表。运营人员可根据以上结果，及时对相关区段进行清扫和相应的维护管理。
在每一个测量点安装一个参考电极和传感器，传感器接入AC200V的电源，并将测量端子和参考电极端子接入传感器，最多8个传感器通过低烟无卤阻燃控制电缆串接起来并接入一个信号转接器。信号转接器通过低烟无卤阻燃控制电缆串接起来并接入监测装置。
6 施工注意事项
连接端子和测量端子在土建施工时已经完成，施工单位验收时应按照施工图核对端子数量和里程。

第 8 页 共 8 页
7 附图
序号
图名
图号
图纸数量
1
封面
GF400-S-GDXT-07-FM
1
2
扉页
GF400-S-GDXT-07-FY
1
3
图纸目录
GF400-S-GDXT-07-001
1
4
正线负回流系统图
GF400-S-GDXT-07-002
1
5
杂散电流监测系统图
GF400-S-GDXT-07-003
1
6
参考电极布置图
GF400-S-GDXT-07-004
1
7
参考电极里程表
GF400-S-GDXT-07-005
1
8
数据转接器里程表
GF400-S-GDXT-07-006
1
9
传感器和转接器支架安装图
GF400-S-GDXT-07-007
1
10
参考电极安装图
GF400-S-GDXT-07-008
1
11
伸缩变形缝连接电缆安装图
GF400-S-GDXT-07-009
1
12
综合监测装置布置图
GF400-S-GDXT-07-010
1
13
排流柜一次接线图
GF400-S-GDXT-07-011
1
14
监测系统电缆联系图（一）
GF400-S-GDXT-07-012
1
15
监测系统电缆联系图（二）
GF400-S-GDXT-07-013
1
16
监测系统电缆联系图（三）
GF400-S-GDXT-07-014
1
17
监测系统电缆联系图（四）
GF400-S-GDXT-07-015
1