李 凱

（南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司，江蘇南京 210012）

地鐵雜散電流的危害及其防護(hù)

李 凱

（南京地鐵運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司，江蘇南京 210012）

簡(jiǎn)單闡述地鐵雜散電流的形成及危害，提出雜散電流的防護(hù)辦法。

雜散電流；危害；防護(hù)

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(fù)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(guò)。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(wú)限大，這樣勢(shì)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(fù)極，總有一部分電流會(huì)泄漏到隧道或道床等結(jié)構(gòu)鋼上，然后經(jīng)過(guò)大地流回牽引變電所的負(fù)極，這部分泄漏出來(lái)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(dòng)的電流，它存在于土壤中，與需要保護(hù)的設(shè)備系統(tǒng)沒(méi)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(gè)方面。

第一，雜散電流的存在會(huì)造成地下金屬管線的腐蝕。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(guò)混凝土?xí)r對(duì)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(yùn)營(yíng)一段時(shí)間后，如果要對(duì)遭受雜散電流腐蝕破壞的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行維修和更換將是十分困難的。埋地管線主要有自來(lái)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(wèn)題，有些鐵管在埋入數(shù)年內(nèi)甚至數(shù)月內(nèi)就會(huì)發(fā)生腐蝕，如果不在設(shè)計(jì)和建設(shè)時(shí)提前考慮雜散電流的腐蝕問(wèn)題，將產(chǎn)生極為嚴(yán)重的后果。

第二，雜散電流的存在會(huì)對(duì)電氣設(shè)備造成影響。雜散電流若流入電氣接地裝置，將會(huì)造成過(guò)高的接地電位，使某些設(shè)備無(wú)法正常工作，雜散電流所引起的過(guò)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(duì)地的絕緣變差，則對(duì)大地的泄漏電流增大，地下雜散電流增大，會(huì)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(hù)動(dòng)作，給地鐵牽引供電帶來(lái)不利影響，甚至影響地鐵的正常運(yùn)營(yíng)。而且，軌電位過(guò)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(duì)人員的人身安全構(gòu)成威脅。

3 .雜散電流的防護(hù)辦法

雜散電流的防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)采取“以堵為主，以排為輔，防排結(jié)合，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)”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(jìn)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(guò)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(fù)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(qiáng)監(jiān)測(cè)，就是設(shè)計(jì)完備的雜散電流檢測(cè)系統(tǒng)，監(jiān)視、測(cè)量雜散電流的大小，為運(yùn)營(yíng)維護(hù)提供依據(jù)。

對(duì)地鐵雜散電流的防護(hù)，按照 “以堵為主，以排為輔，防排結(jié)合，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)”的原則，通常在地鐵建設(shè)過(guò)程中以及建設(shè)完成后的運(yùn)營(yíng)中采取以下措施進(jìn)行防護(hù)，以減少雜散電流的危害。

在設(shè)計(jì)建設(shè)階段,可以采取的措施主要有以下幾點(diǎn)：

（1）地鐵設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)實(shí)際條件適當(dāng)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(cè)算統(tǒng)計(jì)，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(qiáng)鋼軌與軌枕、整體道床之間的絕緣，盡可能增強(qiáng)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。總之，盡可能降低雜散電流擴(kuò)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(yùn)營(yíng)階段，可以采取的措施主要有以下幾點(diǎn)：

（1）定期對(duì)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(wú)易導(dǎo)電物質(zhì)影響其絕緣性能，確保鋼軌對(duì)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(wú)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(shí)進(jìn)行修復(fù)。

（3）定期利用雜散電流綜合測(cè)試裝置，監(jiān)測(cè)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(duì)周圍混凝土介質(zhì)的平均電位是否超標(biāo)，以便決定是否對(duì)鋼軌回路及鋼軌泄漏電阻進(jìn)行測(cè)試檢查，然后結(jié)合測(cè)試結(jié)果進(jìn)行維護(hù)。

（4）根據(jù)實(shí)際需要，合理使用前期設(shè)計(jì)安裝的雜散電流排流裝置進(jìn)行選擇排流。

結(jié)語(yǔ)

隨著地鐵運(yùn)營(yíng)時(shí)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(lái)的影響是多方面的，會(huì)對(duì)地鐵系統(tǒng)中的設(shè)備、設(shè)施帶來(lái)不利影響，嚴(yán)重的甚至?xí)绊懭藛T安全。如果不加以重視，很可能造成非常嚴(yán)重的后果。本文結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)，參考和總結(jié)一些文獻(xiàn)資料以及專業(yè)內(nèi)前輩專家們的觀點(diǎn)，簡(jiǎn)單闡述了雜散電流的危害及其防治。

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

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

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

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1007-6344（2015）10-0338-01