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摘 要：沈阳地铁二号线“北延线”二期工程线路长4.5公里，从辽宁大学站向北，为人杰湖公園站、蒲河路站、蒲田路站，全部为地下线。线路计划在2017年12月完工并通车试运营。沈阳市防雷检测中心于2017年11月开始实施该工程防雷装置竣工验收，检测区域包括辽宁大学站、人杰湖公园站、蒲河路站、蒲田路站、蒲田路站至终点区间，检测项目包括防直击雷检测、等电位检测、电源电涌保护器检测、信号电涌保护器检测等项目。
关键词：沈阳地铁二号线；防直击雷检测；等电位连接检测；电源电涌保护器；信号电涌保护器
1、前言
地铁系统是高度集中了机电系统、电气系统、电子系统的综合性工程建设项目，工程的核心和关键是电气、机电、通信、信号、FAS（火灾自动报警系统）、BAS（设备监控系统）、AFC（自动售检票系统）等弱电系统设备，弱电系统集成度和自动化程度高，设备灵敏度高且抗扰性差，容易受到雷电和电磁脉冲损害，影响地铁的正常运输秩序，甚至造成重大的人员伤害及经济损失。
2008 年 8 月 15 日上海轨道交通 3 号线突遭强雷袭击，造成供电中断，该区段列车迫停。2010 年 7 月 23 日，南京地铁一号线南延线因雷击，造成供电接触网两次故障，四趟列车因接触网断电而延误运营，两千名乘客出行受不同程度影响。2011 年 4 月 22 日，北京地铁十号线地面信号设备遭雷击，信号设备一块电路板被击穿，受信号故障，影响到列车的正常运行。[1]
因此，地铁雷电防护对整个地铁工程非常重要，对地铁工程的防雷装置进行竣工验收检测及定期检测是排除隐患并且确保防雷装置可靠、有效的重要手段。
2、检测依据
针对地铁系统防雷工程竣工验收的依据主要是参考各个组成部分的现行规范，我们主要采用的是《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012、《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010、《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431-2015、《地铁设计规范》GB50157-2003、《城市轨道交通建设工程验收管理暂行办法》建质（2014）42号。
3、工程概况
3.1检测区域包括辽宁大学站、人杰湖公园站、蒲河路站、蒲田路站、蒲田路站至终点区间，其中辽宁大学站、人杰湖公园站、蒲河路站、蒲田路站四个站均为地下双层岛式车站，B1为站厅层，B2为站台层，四个站总建筑面积为46174.52m2。
3.2车站接地均为综合接地网，作为本站变电所供电设备、车站机电设备、通信信号等弱电设备、公用设施的金属管道及金属构件等的接地。车站综合接地网与其它各系统的接地接口在站台板下接地母排上。综合接地网由人工接地网构成，人工接地网组成部分为水平接地体、垂直接地体、均压带及接地引上线（接地引上线应与结构钢筋绝缘）。
4、检测标准及防雷区域划分
按《建筑物防雷设计规范》规定，“预计雷击次数大于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所”为第二类防雷建筑物，车站应依据二类防雷建筑物标准进行检测。
根据地铁内部各部分的使用性质、重要性、遭受雷击的可能性由外到内划分不同的雷电保护分区（LPZ）。保护区的界面由外部防雷系统、钢筋混凝土及金属管道等构成的屏蔽层面形成，穿过各级雷电保护区的金属构件，一般应在保护区的分界面做等电位连接。根据不同的设备选择不同类型的浪涌保护器，保证各个区域分界面的雷电冲击能量依次递减，最终保证设备受冲击承受水平降到最低，从而达到雷电防护的目的。最外层LPZ0 区，为直接雷击区域，越往里危险程度越低，过压主要是沿线路窜入。
根据分区、分级、分设备的原则，将车站信号系统设备按 3 个雷电防护区划分。
（1）室外现场（LPZ0 区）信号设备
室外电缆线路及电缆箱盒、信号电源线和通信线等，有可能遭到直接雷击，各器材可能导走大部分雷电流，但区内电磁场没有衰减。
（2）室内（LPZ1 区）信号设备
外电网电源引入电源配电箱、接口柜、分线柜、组合柜、电源设备、站内电码化设备、各种控制台、显示器、数字化仪、监视器等。
（3）微机室内（LPZ2 区）信号设备
主备监控机、检测维修终端、微机监测设备、调度监督设备等。
5、检测内容及标准
5.1地铁外部防直击雷检测
地铁二号线北延线主体位于地下，但出入口罩棚、风亭、无障碍电梯亭等设施位于地面，因此应严格按照第二类防雷建筑物的防雷标准对地面建筑的接闪器、泄流系统和接地装置进行检测，附近金属设备均应接地。接地电阻均应≤1Ω。
5.2地铁车站防雷系统检测
5.2.1车站接地系统
二号线北延线工程的接地网主要由各水平接地体和垂直接地体焊接形成一个整体的综合接地网，敷设于车站下面，综合接地网接地电阻设计值≤0.5Ω。车站接地网均设置强弱电接地引出端子，分别设置强电接地母排、弱电接地母排和设备接地母排。
检查接地体的材料和规格是否满足要求，（水平接地体、水平均压带、接地引上线为50X5紫铜排，垂直接地体为Φ25 L=2.5M纯铜接地棒）其连接部位焊接是否按照设计方案施工（采用热剂焊：1、要求被连接导体必须完全包在接头里；2、保证练级部位金属完全熔化，连接牢固；3、热焊剂接头的表面应光滑；4、热剂焊的接头应无贯穿性气孔），在焊接处是否做好防腐处理。
检查强弱电引出接地端子的距离是否满足安全距离要求。（≥20m）
检查强电接地干线和弱电接地干线是否具有电气连接点，相距是否达到安全间距要求（≥2m）。
检查车站内各金属构筑件、水管、机柜及进出建筑物的其他金属管是否均与设备接地母排可靠连接。 地铁屏蔽门单元门体间应电气连接成一个等电位体，其过渡电阻应≤0.4Ω 且门 体 与 车 站 结 构 之 间 的 绝 缘 电 阻 应≥0.5MΩ。
5.2.2车站附属物
检查车站出入口、出入口摄像头、风冷冷水机组直击雷防护情况，检测内容包括接闪方式、材质、是否按设计施工、接地阻值是否符合要求。
5.3地铁弱电系统的检测
弱电系统是地铁运营管理最为重要的一部分，必须具备高度的安全性和可靠性，在地铁系统设备安装运行前应对所预留的接地线进行测试。
5.3.1设备机房的环境检测
设备房位置应位于中心部位或高级别区域内；检查机房设备离外墙及结构柱是否有足够的安全距离；检查机房内是否敷设静电地板并用仪器测试静电地板、桌垫、台垫的表面阻抗以及金属构件和设备表面的静电电位；检测静电地板的网格、支架的接地电阻值。
5.3.2 供电电源防雷性能的检测
检查供电电源系统进出的方式和低压配电系统接地形式；检查变压器和低压配电室输入输出配电柜、机房辅助设备电源柜、电子设备电源处、室外设备电源端口是否安装了电源 SPD。
检查SPD的布设是否按照上下级能量配合的方式进行安装，例如：总配电柜安装第一级浪涌保护器：12.5kA（10/350μs）或60 kA（8/20μs）；分配电箱安装第二级浪涌保护器：40 kA（8/20μs）；重要设备前端配电箱安装第三级浪涌保护器：20 kA（8/20μs）。
检查并记录电源SPD的安装方式（串联、并联）、保护模式（相线/地线、相线/中性线/地线）；检查电源SPD连接线（导线应平直，长度≤0.5m）。
检查相邻两级电源SPD之间的线路的长度：当电压开关型SPD与限压型SPD之间的距离必须≥10m，限压型SPD之间的距离必须≥5m。否则应在两级SPD之间加装退耦装置。
檢查电源SPD接地材料的材质、规格和安装工艺，测量电源SPD接地端对机房配电柜PE排（或机房等电位连接网络）间的电气连接情况，等电位连接电阻不应大于0.01Ω，检查SPD标志和外观的完好性。
5.3.3信号线路防雷性能的检测
检查系统线缆是否采取屏蔽措施，测量屏蔽层或金属护管与防雷装置或等电位连接网络之间的过渡电阻值；系统线缆与其他管线、电力电缆的间距是否符合有关要求。
检查设备网络、公安安全、公安消防、票务、通信等设备信号端口是否设置了相应的SPD，记录安装的位置、数量及主要技术参数。
检查各SPD接地线的规格和安装工艺，测量与机房等电位连接网络的过渡电阻。
5.3.4等电位连接性能的检测
首先应检查机房的等电位连接网络形式是否与设计相符；然后检查系统各设备之间的电气连接和接地情况：设备的外壳、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、SPD接地端必须与等电位连接网络的接地端子按照最短的距离进行连接；机房等电位接地端子必须与层等电位接地端子进行连接，层等电位接地端子必须通过接地干
线与总等电位端子进行连接，接地干线采用多股铜芯导线或者铜带时截面积应不小于16mm2；
检查电气装置的接地线与干线连接是否符合标准规范要求每个电气装置的接地应以单独的接地线与干线相连，不得在一个接地线中串联几个需要接地的电气装置。
5.3.5屏蔽性能的检测
首先检查机房金属屏蔽网是否与等电位接地端子板进行连接，然后检查线路的屏蔽状态：进入机房的电源线、信号线都必须采用屏蔽电缆或者穿金属管进行埋地引入。在雷电防护区交汇处做等电位连接，埋地长度应大于2ρ（ρ：土壤电阻率），最短不小于15m；机房光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等必须在入户处进行等电位连接）；检测机房的屏蔽网及金属线槽、金属管、金属架与等电位接地端子的电气连接。
6、检测仪器
SKY2011大型地网接地电阻测试仪，用于测试综合接地网阻值；GEO-1022N多功能土壤电阻率测试仪，用于测试土壤电阻率及接地电阻；GEO-1021N多功能接地电阻测试仪，用于接地电阻及连接电阻的测量；LEB-3690N防雷等电位连接电阻测试仪，用于检测金属构件间等电位状况，检查接地连接、测量过渡电阻或微电阻；K-2766B多功能电涌保护器运行安全巡检仪，用于检测电源避雷器（SPD）压敏电压、泄漏电流，判断其在线安全状态；ZC-7兆欧表用于绝缘电阻测试。
7、结论
防雷安全对于地铁项目安全运营至关重要，防雷装置检测应配合施工分阶段进行，以便及时整改，以保证投入使用前所有防雷设施均达到设计要求（包括不可见的），后期的常规定期检测也非常重要。
参考文献
[1] 李一丁，靳小兵，陆茂，刘婷立 成都地铁防雷装置检测方法研究.创新驱动发展 提高气象灾害防御能力——S11第十一届防雷减灾论坛
[2] 王道平；吕昆坤；刘帅 地铁防雷系统检测技术的研究.[J] 通讯世界，2015（04）
（作者单位：沈阳市气象局 沈阳 100168）
关键词：沈阳地铁二号线；防直击雷检测；等电位连接检测；电源电涌保护器；信号电涌保护器
1、前言
地铁系统是高度集中了机电系统、电气系统、电子系统的综合性工程建设项目，工程的核心和关键是电气、机电、通信、信号、FAS（火灾自动报警系统）、BAS（设备监控系统）、AFC（自动售检票系统）等弱电系统设备，弱电系统集成度和自动化程度高，设备灵敏度高且抗扰性差，容易受到雷电和电磁脉冲损害，影响地铁的正常运输秩序，甚至造成重大的人员伤害及经济损失。
2008 年 8 月 15 日上海轨道交通 3 号线突遭强雷袭击，造成供电中断，该区段列车迫停。2010 年 7 月 23 日，南京地铁一号线南延线因雷击，造成供电接触网两次故障，四趟列车因接触网断电而延误运营，两千名乘客出行受不同程度影响。2011 年 4 月 22 日，北京地铁十号线地面信号设备遭雷击，信号设备一块电路板被击穿，受信号故障，影响到列车的正常运行。[1]
因此，地铁雷电防护对整个地铁工程非常重要，对地铁工程的防雷装置进行竣工验收检测及定期检测是排除隐患并且确保防雷装置可靠、有效的重要手段。
2、检测依据
针对地铁系统防雷工程竣工验收的依据主要是参考各个组成部分的现行规范，我们主要采用的是《建筑物电子信息系统防雷技术规范》GB50343-2012、《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010、《建筑物防雷装置检测技术规范》GB/T21431-2015、《地铁设计规范》GB50157-2003、《城市轨道交通建设工程验收管理暂行办法》建质（2014）42号。
3、工程概况
3.1检测区域包括辽宁大学站、人杰湖公园站、蒲河路站、蒲田路站、蒲田路站至终点区间，其中辽宁大学站、人杰湖公园站、蒲河路站、蒲田路站四个站均为地下双层岛式车站，B1为站厅层，B2为站台层，四个站总建筑面积为46174.52m2。
3.2车站接地均为综合接地网，作为本站变电所供电设备、车站机电设备、通信信号等弱电设备、公用设施的金属管道及金属构件等的接地。车站综合接地网与其它各系统的接地接口在站台板下接地母排上。综合接地网由人工接地网构成，人工接地网组成部分为水平接地体、垂直接地体、均压带及接地引上线（接地引上线应与结构钢筋绝缘）。
4、检测标准及防雷区域划分
按《建筑物防雷设计规范》规定，“预计雷击次数大于0.05次/a的部、省级办公建筑物和其他重要或人员密集的公共建筑物以及火灾危险场所”为第二类防雷建筑物，车站应依据二类防雷建筑物标准进行检测。
根据地铁内部各部分的使用性质、重要性、遭受雷击的可能性由外到内划分不同的雷电保护分区（LPZ）。保护区的界面由外部防雷系统、钢筋混凝土及金属管道等构成的屏蔽层面形成，穿过各级雷电保护区的金属构件，一般应在保护区的分界面做等电位连接。根据不同的设备选择不同类型的浪涌保护器，保证各个区域分界面的雷电冲击能量依次递减，最终保证设备受冲击承受水平降到最低，从而达到雷电防护的目的。最外层LPZ0 区，为直接雷击区域，越往里危险程度越低，过压主要是沿线路窜入。
根据分区、分级、分设备的原则，将车站信号系统设备按 3 个雷电防护区划分。
（1）室外现场（LPZ0 区）信号设备
室外电缆线路及电缆箱盒、信号电源线和通信线等，有可能遭到直接雷击，各器材可能导走大部分雷电流，但区内电磁场没有衰减。
（2）室内（LPZ1 区）信号设备
外电网电源引入电源配电箱、接口柜、分线柜、组合柜、电源设备、站内电码化设备、各种控制台、显示器、数字化仪、监视器等。
（3）微机室内（LPZ2 区）信号设备
主备监控机、检测维修终端、微机监测设备、调度监督设备等。
5、检测内容及标准
5.1地铁外部防直击雷检测
地铁二号线北延线主体位于地下，但出入口罩棚、风亭、无障碍电梯亭等设施位于地面，因此应严格按照第二类防雷建筑物的防雷标准对地面建筑的接闪器、泄流系统和接地装置进行检测，附近金属设备均应接地。接地电阻均应≤1Ω。
5.2地铁车站防雷系统检测
5.2.1车站接地系统
二号线北延线工程的接地网主要由各水平接地体和垂直接地体焊接形成一个整体的综合接地网，敷设于车站下面，综合接地网接地电阻设计值≤0.5Ω。车站接地网均设置强弱电接地引出端子，分别设置强电接地母排、弱电接地母排和设备接地母排。
检查接地体的材料和规格是否满足要求，（水平接地体、水平均压带、接地引上线为50X5紫铜排，垂直接地体为Φ25 L=2.5M纯铜接地棒）其连接部位焊接是否按照设计方案施工（采用热剂焊：1、要求被连接导体必须完全包在接头里；2、保证练级部位金属完全熔化，连接牢固；3、热焊剂接头的表面应光滑；4、热剂焊的接头应无贯穿性气孔），在焊接处是否做好防腐处理。
检查强弱电引出接地端子的距离是否满足安全距离要求。（≥20m）
检查强电接地干线和弱电接地干线是否具有电气连接点，相距是否达到安全间距要求（≥2m）。
检查车站内各金属构筑件、水管、机柜及进出建筑物的其他金属管是否均与设备接地母排可靠连接。 地铁屏蔽门单元门体间应电气连接成一个等电位体，其过渡电阻应≤0.4Ω 且门 体 与 车 站 结 构 之 间 的 绝 缘 电 阻 应≥0.5MΩ。
5.2.2车站附属物
检查车站出入口、出入口摄像头、风冷冷水机组直击雷防护情况，检测内容包括接闪方式、材质、是否按设计施工、接地阻值是否符合要求。
5.3地铁弱电系统的检测
弱电系统是地铁运营管理最为重要的一部分，必须具备高度的安全性和可靠性，在地铁系统设备安装运行前应对所预留的接地线进行测试。
5.3.1设备机房的环境检测
设备房位置应位于中心部位或高级别区域内；检查机房设备离外墙及结构柱是否有足够的安全距离；检查机房内是否敷设静电地板并用仪器测试静电地板、桌垫、台垫的表面阻抗以及金属构件和设备表面的静电电位；检测静电地板的网格、支架的接地电阻值。
5.3.2 供电电源防雷性能的检测
检查供电电源系统进出的方式和低压配电系统接地形式；检查变压器和低压配电室输入输出配电柜、机房辅助设备电源柜、电子设备电源处、室外设备电源端口是否安装了电源 SPD。
检查SPD的布设是否按照上下级能量配合的方式进行安装，例如：总配电柜安装第一级浪涌保护器：12.5kA（10/350μs）或60 kA（8/20μs）；分配电箱安装第二级浪涌保护器：40 kA（8/20μs）；重要设备前端配电箱安装第三级浪涌保护器：20 kA（8/20μs）。
检查并记录电源SPD的安装方式（串联、并联）、保护模式（相线/地线、相线/中性线/地线）；检查电源SPD连接线（导线应平直，长度≤0.5m）。
检查相邻两级电源SPD之间的线路的长度：当电压开关型SPD与限压型SPD之间的距离必须≥10m，限压型SPD之间的距离必须≥5m。否则应在两级SPD之间加装退耦装置。
檢查电源SPD接地材料的材质、规格和安装工艺，测量电源SPD接地端对机房配电柜PE排（或机房等电位连接网络）间的电气连接情况，等电位连接电阻不应大于0.01Ω，检查SPD标志和外观的完好性。
5.3.3信号线路防雷性能的检测
检查系统线缆是否采取屏蔽措施，测量屏蔽层或金属护管与防雷装置或等电位连接网络之间的过渡电阻值；系统线缆与其他管线、电力电缆的间距是否符合有关要求。
检查设备网络、公安安全、公安消防、票务、通信等设备信号端口是否设置了相应的SPD，记录安装的位置、数量及主要技术参数。
检查各SPD接地线的规格和安装工艺，测量与机房等电位连接网络的过渡电阻。
5.3.4等电位连接性能的检测
首先应检查机房的等电位连接网络形式是否与设计相符；然后检查系统各设备之间的电气连接和接地情况：设备的外壳、机架、金属管、槽、屏蔽线缆外层、信息设备防静电接地、安全保护接地、SPD接地端必须与等电位连接网络的接地端子按照最短的距离进行连接；机房等电位接地端子必须与层等电位接地端子进行连接，层等电位接地端子必须通过接地干
线与总等电位端子进行连接，接地干线采用多股铜芯导线或者铜带时截面积应不小于16mm2；
检查电气装置的接地线与干线连接是否符合标准规范要求每个电气装置的接地应以单独的接地线与干线相连，不得在一个接地线中串联几个需要接地的电气装置。
5.3.5屏蔽性能的检测
首先检查机房金属屏蔽网是否与等电位接地端子板进行连接，然后检查线路的屏蔽状态：进入机房的电源线、信号线都必须采用屏蔽电缆或者穿金属管进行埋地引入。在雷电防护区交汇处做等电位连接，埋地长度应大于2ρ（ρ：土壤电阻率），最短不小于15m；机房光缆的所有金属接头、金属挡潮层、金属加强芯等必须在入户处进行等电位连接）；检测机房的屏蔽网及金属线槽、金属管、金属架与等电位接地端子的电气连接。
6、检测仪器
SKY2011大型地网接地电阻测试仪，用于测试综合接地网阻值；GEO-1022N多功能土壤电阻率测试仪，用于测试土壤电阻率及接地电阻；GEO-1021N多功能接地电阻测试仪，用于接地电阻及连接电阻的测量；LEB-3690N防雷等电位连接电阻测试仪，用于检测金属构件间等电位状况，检查接地连接、测量过渡电阻或微电阻；K-2766B多功能电涌保护器运行安全巡检仪，用于检测电源避雷器（SPD）压敏电压、泄漏电流，判断其在线安全状态；ZC-7兆欧表用于绝缘电阻测试。
7、结论
防雷安全对于地铁项目安全运营至关重要，防雷装置检测应配合施工分阶段进行，以便及时整改，以保证投入使用前所有防雷设施均达到设计要求（包括不可见的），后期的常规定期检测也非常重要。
参考文献
[1] 李一丁，靳小兵，陆茂，刘婷立 成都地铁防雷装置检测方法研究.创新驱动发展 提高气象灾害防御能力——S11第十一届防雷减灾论坛
[2] 王道平；吕昆坤；刘帅 地铁防雷系统检测技术的研究.[J] 通讯世界，2015（04）
（作者单位：沈阳市气象局 沈阳 100168）