城軌交通隧道過(guò)江段雜散電流防護(hù)方案的若干思考

摘 要：本文從城軌交通隧道過(guò)江段雜散電流防護(hù)角度出發(fā)，提出了城軌交通隧道過(guò)江段雜散電流防護(hù)的有效方案。

關(guān)鍵詞：城軌交通；過(guò)江隧道；雜散電流；防護(hù)；方案

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.094

在城軌交通發(fā)展過(guò)程中，必須注重對(duì)雜散電流的有效防護(hù)，而城軌交通隧道過(guò)江段的特性決定了不能以正線段的雜散電流防護(hù)方案為依據(jù)。因此必須根據(jù)過(guò)江段的實(shí)際特性來(lái)建立有針對(duì)性的雜散電流方案。

1 城軌交通隧道過(guò)江段雜散電流防護(hù)

1.1 隧道過(guò)江段的具體特性

一般情況下，隧道過(guò)江段具有三方面的特性：一，將隧道過(guò)江段設(shè)置于城軌交通線路的正線位置處，但這樣會(huì)拉長(zhǎng)其兩端牽引變電所的距離，最終增加了軌電位。二，過(guò)江隧道存在較大的坡度，并且列車對(duì)牽引電流的需求量也非常大，加劇了鋼軌電位。三，過(guò)江隧道內(nèi)較為潮濕，極地降低了鋼軌對(duì)地絕緣電阻。

1.2 隧道過(guò)江段鋼軌隔離（設(shè)置單導(dǎo)）防護(hù)方案

為了避免鋼軌電位過(guò)高，應(yīng)對(duì)大量的雜散電流進(jìn)行精簡(jiǎn)。工程項(xiàng)目施工過(guò)程中，將絕緣節(jié)設(shè)置于過(guò)江隧道兩端位置處，同時(shí)配備相應(yīng)的單向?qū)ㄑb置。這樣做的主要目的是使過(guò)江隧道鋼軌和其他正線鋼軌隔離開，將絕緣節(jié)與單向?qū)ㄑb置有機(jī)結(jié)合，如此一來(lái)，當(dāng)列車行駛到過(guò)江隧道區(qū)段中時(shí)，由單向?qū)ㄑb置將列車電流送回至牽引所，促使過(guò)江隧道區(qū)段內(nèi)原本過(guò)高的鋼軌電流進(jìn)一步降低，隨著鋼軌電位的降低，過(guò)江隧道區(qū)段內(nèi)就很少出現(xiàn)雜散電流，避免了過(guò)江隧道區(qū)段內(nèi)鋼軌與隧道鋼筋的銹蝕問(wèn)題。雖然單向?qū)ㄑb置能夠大大降低了過(guò)江隧道區(qū)段內(nèi)的鋼軌電位，防止了過(guò)多的雜散電流嚴(yán)重腐蝕結(jié)構(gòu)鋼筋，但實(shí)際運(yùn)行后會(huì)產(chǎn)生絕緣節(jié)處打火、軌道燒傷等各類新問(wèn)題。

1.3 增加隧道過(guò)江段收集網(wǎng)截面

隧道內(nèi)的鋼筋是重點(diǎn)保護(hù)部分，同時(shí)隧道收集網(wǎng)屬于后背收集網(wǎng)。當(dāng)?shù)来彩占W(wǎng)出現(xiàn)腐蝕鈍化問(wèn)題時(shí)，隧道收集網(wǎng)也會(huì)隨之發(fā)生腐蝕鈍化。所以根據(jù)具體的規(guī)程要求，雜散電流密度應(yīng)保持在0.6mA/dm2范圍內(nèi)。

在確立道床收集網(wǎng)截面的大小時(shí)，必須充分考慮道床結(jié)構(gòu)鋼筋所處位置、高峰小時(shí)鋼軌中平均電流，以及當(dāng)鋼軌泄漏達(dá)到了阻抗要求的15Ω·km以上時(shí)，對(duì)收集網(wǎng)腐蝕電位是否處于相關(guān)規(guī)程要求的0.5V之下進(jìn)行準(zhǔn)確校核。當(dāng)前，已有不少城軌交通工程過(guò)江隧道段雜散電流防護(hù)以增加隧道過(guò)江段收集網(wǎng)截面為主要方案，防護(hù)實(shí)效性較為理想。

2 城軌交通隧道過(guò)江段雜散電流防護(hù)的有效方案

上述兩種雜散電流防護(hù)方案從理論角度而言具有一定的防護(hù)實(shí)效性。但隧道過(guò)江段鋼軌隔離（設(shè)置單導(dǎo)）防護(hù)方案實(shí)際運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生了一系列新的問(wèn)題，而增加隧道過(guò)江段道床收集網(wǎng)截面這一防護(hù)方案不僅實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的防護(hù)目的，而且具有較高的經(jīng)濟(jì)適用性。所以城軌交通隧道過(guò)江段雜散電流防護(hù)應(yīng)以增加道床收集網(wǎng)截面的方案為主，不過(guò)還需要其他專業(yè)的配合協(xié)作來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化。

2.1 合理控制牽引所之間的距離和牽引負(fù)荷

拉近牽引所之間的距離，不僅能夠縮短回流鋼軌長(zhǎng)度，而且還使鋼軌電位進(jìn)一步減小，進(jìn)而有效防止雜散電流的大面積泄漏。其次，通過(guò)降低牽引供電區(qū)間的車站數(shù)量來(lái)合理控制牽引負(fù)荷，以降低鋼軌電位，減少雜散電流泄漏量。出于對(duì)牽引所布點(diǎn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的考慮，用牽引所替代過(guò)江隧道區(qū)段兩端位置處的變電所，這樣就能夠防止過(guò)江隧道區(qū)段兩端發(fā)生一個(gè)牽引所、一個(gè)降壓所或者兩個(gè)降壓所的現(xiàn)象，從而拉近牽引所之間的距離，降低牽引供電區(qū)間的車站數(shù)量，實(shí)現(xiàn)雜散電流的有效防護(hù)。

2.2 注重鋼軌絕緣

雜散電流防護(hù)的重點(diǎn)在于預(yù)防，保證扣件、軌枕的絕緣電阻夠大。一般扣件是在彈條和鋼軌之間安裝一塊玻璃纖維增強(qiáng)聚酰胺材質(zhì)軌距墊，在鐵墊板下鋪設(shè)一層橡膠墊板，兩者的電阻率均較高，只要進(jìn)行一定的增厚或者增加一層，就能有效減少雜散電流的泄漏，而選用一些電阻率更大的絕緣板，雜散電流防護(hù)效果將更為理想。

在普通區(qū)段中，軌枕直接和道床混凝土結(jié)構(gòu)接觸，但混凝土經(jīng)常發(fā)生滲水現(xiàn)象，當(dāng)環(huán)境處于潮濕狀態(tài)時(shí)就會(huì)大大減少電阻率，一旦結(jié)構(gòu)防水措施不到位，將引起嚴(yán)重的積水問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)雜散電流的防護(hù)效果，最好在道床下部安裝橡膠墊板，或者在軌枕下部安裝橡膠套靴包覆。

上述論述的增加鋼軌泄漏電阻措施，都能使鋼軌和道床間產(chǎn)生良好的絕緣，避免過(guò)多的雜散電流泄漏。實(shí)際該使用哪一種方案，應(yīng)根據(jù)軌道設(shè)計(jì)，充分考慮方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，最終選擇合適自己的方案。

2.3 做好檢測(cè)與維護(hù)工作

以過(guò)江段為敏感區(qū)，將測(cè)量端子從過(guò)江段收集網(wǎng)內(nèi)抽取出來(lái)，作為雜散電流的主要監(jiān)測(cè)點(diǎn)，若測(cè)試中發(fā)現(xiàn)有極化電位超出標(biāo)準(zhǔn)要求，必須立即檢查是否存在積水或者污垢現(xiàn)象，并準(zhǔn)確測(cè)試鋼軌回路和鋼軌泄漏阻抗情況，以測(cè)試結(jié)果為依據(jù)開展相關(guān)的維護(hù)工作。此外，時(shí)常注意打掃過(guò)江段，提出有效的排水措施，防止積水問(wèn)題。

3 結(jié)論

綜上所述可知，本文主要對(duì)隧道過(guò)江段的具體特性進(jìn)行了分析，并比較了兩種雜散電流防護(hù)方案的經(jīng)濟(jì)合理性，提出了一些方案的優(yōu)化建議，從而降低城軌交通隧道過(guò)江段雜散電流泄漏。

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作者簡(jiǎn)介：徐福英（1984-），女，甘肅蘭州人，碩士研究生，主要研究方向：交通信息工程及控制。