地鐵雜散電流的危害及其防護

李 凱

（南京地鐵運營有限責任公司，江蘇南京 210012）

地鐵雜散電流的危害及其防護

李 凱

（南京地鐵運營有限責任公司，江蘇南京 210012）

簡單闡述地鐵雜散電流的形成及危害，提出雜散電流的防護辦法。

雜散電流；危害；防護

正文

目前，地鐵系統(tǒng)的供電方式一般采用直流供電。在地鐵的供電系統(tǒng)中，理想情況下，電能由牽引變電所正極經(jīng)由饋電線、接觸網(wǎng)（軌）輸送給電客車，而又從電客車經(jīng)鋼軌（軌道回路）、回流線返回牽引變電所的負極。

1. 雜散電流的產(chǎn)生

直流牽引供電系統(tǒng)在理想的狀況下，電客車所需的牽引電流由牽引變電所正極出發(fā)，經(jīng)由接觸網(wǎng)（軌）流向電客車，再由回流軌、回流線返回變電所，鋼軌作為回流線路的一部分，有電流經(jīng)過。但鋼軌與隧道或道床等結(jié)構(gòu)鋼之間的絕緣電阻并不是無限大，這樣勢必造成牽引電流不能全部經(jīng)由鋼軌流回牽引變電所的負極，總有一部分電流會泄漏到隧道或道床等結(jié)構(gòu)鋼上，然后經(jīng)過大地流回牽引變電所的負極，這部分泄漏出來的電流就是雜散電流，也稱作迷流。

2 .雜散電流的影響和危害

雜散電流是一種不按照規(guī)定途徑移動的電流，它存在于土壤中，與需要保護的設(shè)備系統(tǒng)沒有關(guān)聯(lián)。雜散電流是一種有害的電流，它的危害可以概括為兩個方面。

第一，雜散電流的存在會造成地下金屬管線的腐蝕。根據(jù)統(tǒng)計，鋼軌的雜散電流腐蝕在隧道內(nèi)及道岔等部位尤為顯著。雜散電流通過混凝土時對混凝土本身并不產(chǎn)生影響，但如果有鋼筋存在，鋼筋很容易發(fā)生腐蝕。如果結(jié)構(gòu)物中的鋼筋與鋼軌有電接觸，則更容易受到雜散電流腐蝕。在地鐵運營一段時間后，如果要對遭受雜散電流腐蝕破壞的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行維修和更換將是十分困難的。埋地管線主要有自來水管、石油管線、蒸汽管線、煤氣管線等公用事業(yè)管線以及各種電纜管等，這些管線存在不同程度的雜散電流腐蝕問題，有些鐵管在埋入數(shù)年內(nèi)甚至數(shù)月內(nèi)就會發(fā)生腐蝕，如果不在設(shè)計和建設(shè)時提前考慮雜散電流的腐蝕問題，將產(chǎn)生極為嚴重的后果。

第二，雜散電流的存在會對電氣設(shè)備造成影響。雜散電流若流入電氣接地裝置，將會造成過高的接地電位，使某些設(shè)備無法正常工作，雜散電流所引起的過高的接地電位甚至有可能危及人身安全。如果軌道局部或整體對地的絕緣變差，則對大地的泄漏電流增大，地下雜散電流增大，會使鋼軌電位發(fā)生變化，有可能引起牽引變電所的框架保護動作，給地鐵牽引供電帶來不利影響，甚至影響地鐵的正常運營。而且，軌電位過高的情況下，雖然牽引供電系統(tǒng)內(nèi)安裝有軌電位限制裝置，但在車輛段等有工作人員的區(qū)域，仍有可能對人員的人身安全構(gòu)成威脅。

3 .雜散電流的防護辦法

雜散電流的防護設(shè)計應(yīng)采取“以堵為主，以排為輔，防排結(jié)合，加強監(jiān)測”的原則。以堵為主，就是隔離和控制所有可能的雜散電流泄漏途徑，減少雜散電流進入城市軌道的主體結(jié)構(gòu)、設(shè)備以及可能與其相關(guān)的設(shè)施。以排為輔，就是通過雜散電流的收集及排流系統(tǒng)，提供雜散電流返回至牽引變電所負極的通路，防止雜散電流繼續(xù)向本系統(tǒng)外泄漏，以減少腐蝕。加強監(jiān)測，就是設(shè)計完備的雜散電流檢測系統(tǒng)，監(jiān)視、測量雜散電流的大小，為運營維護提供依據(jù)。

對地鐵雜散電流的防護，按照 “以堵為主，以排為輔，防排結(jié)合，加強監(jiān)測”的原則，通常在地鐵建設(shè)過程中以及建設(shè)完成后的運營中采取以下措施進行防護，以減少雜散電流的危害。

在設(shè)計建設(shè)階段,可以采取的措施主要有以下幾點：

（1）地鐵設(shè)計時可根據(jù)實際條件適當縮短牽引變電所之間的距離，并盡量采用雙邊供電。根據(jù)測算統(tǒng)計，雜散電流與供電距離的平方近似成正比，縮短供電距離可有效減少雜散電流。

（2）在條件允許的情況下，盡可能增強鋼軌與軌枕、整體道床之間的絕緣，盡可能增強整體道床與隧道、高架橋梁、車站間的絕緣，在高架區(qū)段，盡可能增加橋梁與橋墩之間的絕緣?？傊?，盡可能降低雜散電流擴散的可能性。

（3）建立雜散電流收集網(wǎng)和雜散電流排流裝置。利用整體道床內(nèi)結(jié)構(gòu)鋼筋的可靠電氣連接建立主要的雜散電流收集網(wǎng)，利用隧道、車站結(jié)構(gòu)鋼筋的可靠電氣連接建立輔助雜散電流收集網(wǎng)，并借助使用電纜確保全線的雜散電流收集網(wǎng)在電氣上連續(xù)。

在運營階段，可以采取的措施主要有以下幾點：

（1）定期對全線軌道線路清掃，保持線路清潔干燥，保持鋼軌絕緣墊和軌道扣件處無易導電物質(zhì)影響其絕緣性能，確保鋼軌對地絕緣良好。

（2）定期檢查雜散電流收集網(wǎng)之間的迷流電纜等是否連接良好，有無缺失，連接螺栓是否生銹等。如果這些連接部件狀態(tài)不良，應(yīng)及時進行修復。

（3）定期利用雜散電流綜合測試裝置，監(jiān)測整體道床結(jié)構(gòu)鋼筋、車站隧道結(jié)構(gòu)鋼筋、高架橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋相對周圍混凝土介質(zhì)的平均電位是否超標，以便決定是否對鋼軌回路及鋼軌泄漏電阻進行測試檢查，然后結(jié)合測試結(jié)果進行維護。

（4）根據(jù)實際需要，合理使用前期設(shè)計安裝的雜散電流排流裝置進行選擇排流。

結(jié)語

隨著地鐵運營時間的增加，雜散電流的產(chǎn)生是不可避免的，雜散電流是一種有害的電流，它所帶來的影響是多方面的，會對地鐵系統(tǒng)中的設(shè)備、設(shè)施帶來不利影響，嚴重的甚至會影響人員安全。如果不加以重視，很可能造成非常嚴重的后果。本文結(jié)合工作經(jīng)驗，參考和總結(jié)一些文獻資料以及專業(yè)內(nèi)前輩專家們的觀點，簡單闡述了雜散電流的危害及其防治。

[1]宋奇吼,李學武等.城市軌道交通供電[M].北京:中國鐵道出版社,2012:15-35.

[2]譚冬華.地鐵雜散電流的危害與防護[J].都市快軌交通,2007,20(1).

[3]中華人民共和國建設(shè)部.地鐵雜散電流腐蝕防護技術(shù)規(guī)程[S].北京:中華人民共和國建設(shè)部,1992,7.

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1007-6344（2015）10-0338-01