雜散電流基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)綜述

1、地鐵雜散電流防護(hù)地鐵雜散電流防護(hù)文小龍文小龍地鐵常識(shí)地鐵供電系統(tǒng)模型分析雜散電流測(cè)量雜散電流防護(hù)排流柜單向?qū)ㄑb置框架泄漏保護(hù)裝置鋼軌限位裝置雜散電流介紹目錄地鐵常識(shí)地鐵車站類型，按功能分為以下四種： 中間站 只供乘客上下車用車站 折返站 在中間站設(shè)有折返線路設(shè)備即稱為折返站，一般在市區(qū)客流量大的區(qū)段設(shè)立，可以滿足乘客需要，節(jié)省運(yùn)營(yíng)開支 換乘站 既用于乘客乘降又為乘客提供換乘的車站 終點(diǎn)站 地鐵線路兩端的車站，除了供乘客上下或換乘外，通常還供列車停留、折返、臨修及檢修使用地鐵常識(shí)地鐵路網(wǎng)基本類型：?jiǎn)尉€式、單環(huán)線式、多線式、蛛網(wǎng)式 引申類型：放射形、棋盤式、棋盤加環(huán)線等 地鐵每條線路都由 區(qū)間隧

2、道（地下）或地面線路和高架橋（地上）、車站及附屬建筑物構(gòu)成。地鐵常識(shí)地鐵車輛 地鐵車輛分為動(dòng)車（帶動(dòng)力裝置）和拖車（不帶動(dòng)力裝置），以及帶司機(jī) 室和不帶司機(jī)室多種形式。 地鐵車輛由車體、動(dòng)力轉(zhuǎn)向架和非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架、牽引緩沖連接裝置、制動(dòng)裝置、受流裝置、車輛內(nèi)部設(shè)備、車輛電氣系統(tǒng)等組成。地鐵常識(shí)地鐵軌道 軌道的構(gòu)造主要包括鋼軌、扣件、軌枕、道渣、排水溝、邊坡等 現(xiàn)代化軌道為徹底改善鋼軌接頭之缺點(diǎn)，采取連續(xù)焊接之方式，以連續(xù)焊接鋼軌取代鋼軌接頭，藉以減少軌道之維修工作，并可增加使用年限，此稱為長(zhǎng)焊鋼軌地鐵常識(shí)地鐵道岔與側(cè)線 道岔是引導(dǎo)車輛進(jìn)入所指定的另一軌道或車場(chǎng)、工廠之軌道，由一組轉(zhuǎn)轍器、一個(gè)岔心

3、(轍叉)、兩根護(hù)軌、一排岔枕組成，其扳動(dòng)方式分為手動(dòng)和電動(dòng)兩種 ，以達(dá)到切換軌道路線的目的。 側(cè)線主要提供列車會(huì)車及待避之用。架空接觸網(wǎng) 置于車輛限界的上限平面以上或位于該平面通過(guò)受電弓向電動(dòng)客車輸送電能的接觸網(wǎng)。接觸軌 用金屬軌條制成的向電動(dòng)客車供給電能的剛性導(dǎo)電體其標(biāo)高通常與走行軌的標(biāo)高相接近走行軌 用來(lái)車輛通行的軌道均流線 連接上下行回流軌使其均勻回流的跨越導(dǎo)線返回目錄返回目錄地鐵供電系統(tǒng) 地鐵的供電電源要求安全可靠，通常由城市電網(wǎng)供給。目前，國(guó)內(nèi)各城市對(duì)地鐵及城市軌道交通的供電一般有三種方式，即分散供電方式、集中供電方式、分散與集中相結(jié)合的混合供電方式。 地鐵供電系統(tǒng)分散供電方式 沿地

4、鐵線路的城市電網(wǎng)（通常是10KV電壓等級(jí)）分別向各沿線的地鐵牽引變電所和降壓變電所供電。 前提條件是城市電網(wǎng)在地鐵沿線有足夠的變電站和備用容量，并能滿足地鐵牽引供電的可靠性要求。 早期的北京地鐵采取的就是這種供電方式。 地鐵供電系統(tǒng)集中供電方式 城市電網(wǎng)（通常是110KV或66KV電壓等級(jí)）向地鐵的專用主變電所供電，主變電所再向地鐵的牽引變電所和降壓變電所供電，地鐵自身組成完整的供電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 近幾年新建的地鐵系統(tǒng)多采用集中供電方式，如上海、廣州、深圳地鐵等。 地鐵供電系統(tǒng)分散與集中相結(jié)合的混合供電方式 分散供電與集中供電相結(jié)合構(gòu)成了混合供電方式。 混合供電可充分利用城市電網(wǎng)的資源，節(jié)約投資，

5、但供電可靠性不如集中供電方式，管理亦不夠方便。 我國(guó)目前大多數(shù)地鐵和城軌交通均采用集中供電方式。本次培訓(xùn)涉及地鐵均默認(rèn)為集中供電方式。地鐵供電系統(tǒng)地鐵供電系統(tǒng)的組成 地鐵供電通常取自城市電網(wǎng)，通過(guò)城市電網(wǎng)一次電力系統(tǒng)和地鐵供電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輸送或變換，然后以適當(dāng)?shù)碾妷旱燃?jí)供給地鐵各類設(shè)備。 通常取自城市電網(wǎng)電壓為110KV，經(jīng)過(guò)中壓網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)降罔F的牽引變電所和降壓變電所。 國(guó)內(nèi)采用的中壓等級(jí)一般為35KV、33KV、10KV電壓等級(jí)。其中33KV為非標(biāo)準(zhǔn)電壓等級(jí)，國(guó)內(nèi)上海地鐵號(hào)線、廣州地鐵號(hào)線采用該電壓等級(jí)。 北京和天津的地鐵和城市軌道交通的中壓供電網(wǎng)絡(luò)采用了10KV電壓等級(jí) 深圳地鐵1、4號(hào)線和南

6、京地鐵南北線的中壓供電網(wǎng)絡(luò)均采用35KV電壓等級(jí)。地鐵供電系統(tǒng) 根據(jù)用電性質(zhì)的不同，地鐵供電系統(tǒng)可分為兩部分：由牽引變電所為主組成的牽引供電系統(tǒng)和以降壓變電所為主組成的動(dòng)力照明供電系統(tǒng)。 牽引供電系統(tǒng)主要由主變電所、牽引變電所、接觸網(wǎng)、電力監(jiān)控、供電纜網(wǎng)等組成。提供地鐵車輛的牽引動(dòng)力電源。 動(dòng)力照明供電系統(tǒng)主要由降壓變電所、低壓母線排、配電設(shè)備、線纜、用電設(shè)備等組成。提供地鐵機(jī)電設(shè)備動(dòng)力電源和照明電源。 此外，還應(yīng)設(shè)置地鐵應(yīng)急電源系統(tǒng)，如小型發(fā)電機(jī)、電源、電源等。地鐵供電系統(tǒng) 示例一 一次系統(tǒng)圖地鐵供電系統(tǒng) 示例二 采用35KV傳輸?shù)臓恳冸娝罔F供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng) 城市軌道交通和地鐵的牽引

7、供電系統(tǒng)通常均采用較低電壓的直流供電制式。 國(guó)際電工委員會(huì)擬定的電壓標(biāo)準(zhǔn)為：600V、750V、1500V三種，后兩種電壓為推薦值。我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定為750V和1500V。 北京地鐵采用的是750V直流供電電壓，上海地鐵、廣州地鐵、深圳地鐵等均采用的是1500V直流供電電壓。地鐵供電系統(tǒng)牽引供電系統(tǒng) 牽引供電系統(tǒng)直流標(biāo)稱電壓應(yīng)采用750 V或1 500 V，波動(dòng)范圍如下。 直流供電系統(tǒng)的正、負(fù)極均不接地。直流供電系統(tǒng)的正、負(fù)極均不接地。 地鐵供電系統(tǒng)受電方式 地鐵及城市軌道交通一般采用架空接觸網(wǎng)或接觸軌兩種受電方式。目前，一般DC750均采用接觸軌受電方式，DC1500V采用架空線受電，但有部分地

8、方開始采用DC1500V接觸軌受電。 架空線受電接觸軌受電地鐵供電系統(tǒng)軌道回流 地鐵一般采用走行軌或采用專用的回流軌回流。 當(dāng)采用走形軌回流時(shí)，直流牽引回流電路由走行軌及其電氣連接件和回流電纜組成。 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 利用走行軌回流，且在最大負(fù)載時(shí)，軌上任意一點(diǎn)對(duì)地電位差應(yīng) 不大于90 V(歐洲標(biāo)準(zhǔn)為92V) 新建線路，走行軌對(duì)地電阻值，分段測(cè)量時(shí)每公里不小于15 地鐵供電系統(tǒng)電分段、單邊供電、雙邊供電 地鐵牽引供電系統(tǒng)由分布在地鐵沿線的牽引變電所及沿軌道架設(shè)的接觸網(wǎng)組成。每個(gè)變電所的兩側(cè)為一個(gè)供電區(qū)間，每個(gè)供電區(qū)間長(zhǎng)度在1-3km左右。牽引變電所每一側(cè)的接觸網(wǎng)稱為“供電臂”。 為了保證地鐵供電

9、的可靠性及安全性，牽引變電所輸出正母線通過(guò)接觸網(wǎng)全線相連，兩個(gè)變電所之間設(shè)置電分段。 當(dāng)一個(gè)電分段只有一個(gè)牽引變電所供電時(shí)，我們稱之為：?jiǎn)芜吂╇?。如果一個(gè)電分段有兩個(gè)牽引變電所供電，則為雙邊供電。 地鐵供電系統(tǒng)電分段地鐵供電系統(tǒng)雙邊供電單邊供電返回目錄返回目錄雜散電流介紹 雜散電流，又稱迷流（stray current），任何不按預(yù)定通路而流動(dòng)的電流。 雜散電流區(qū)域，電流在直流牽引系統(tǒng)與金屬結(jié)構(gòu)或地之間流動(dòng)的區(qū)域。 一般來(lái)說(shuō)，雜散電流流動(dòng)的區(qū)域可以到幾公里遠(yuǎn)。 雜散電流介紹地鐵雜散電流形成原因 地鐵中，很多鐵路采用走形軌、走行軌連接件以及電纜組成回流系統(tǒng)。走行軌與地之間并非絕對(duì)絕緣，而是有一定

10、的對(duì)地電阻，存在多個(gè)電流泄漏點(diǎn)，因而形成雜散電流。 雜散電流介紹雜散電流危害 雜散電流的通路如圖所示,它實(shí)質(zhì)上形成兩個(gè)串聯(lián)的電池。鋼軌（陽(yáng)極） - 土壤 - 金屬管線 （陰極）（電池）金屬管線（陽(yáng)極） - 土壤 - 鋼軌 （陰極） （電池） 雜散電流介紹雜散電流危害地鐵隧道中是非常潮濕的，隧道中的水蒸氣多為酸性，金屬的腐蝕是一種化學(xué)反應(yīng)，其化學(xué)反應(yīng)式如下：腐蝕產(chǎn)生物為金屬的鐵銹。 排流網(wǎng)是雜散電流的良好通道。在回流點(diǎn)附近，雜散電流從排流網(wǎng)的結(jié)構(gòu)鋼中流出。排流網(wǎng)的結(jié)構(gòu)鋼因失去電子，而帶正電，鐵離子與水蒸氣中的硫酸根離子作用而變成硫酸鹽，因而被腐蝕。 雜散電流介紹雜散電流危害雜散電流破壞混凝土結(jié)構(gòu)

11、 腐蝕反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕產(chǎn)物Fe(OH)2、Fe2O3.xH2O（紅銹）、Fe3O4（黑銹）等在鋼筋或鋼管表面沉淀形成銹層，膨脹致使混凝土漲裂。 雜散電流造成埋地管線局部穿孔雜散電流流由于數(shù)值大，使金屬發(fā)生的腐蝕較快，經(jīng)常遭受迷流腐蝕的管線幾個(gè)月便會(huì)穿孔。 雜散電流危及人體安全 當(dāng)雜散電流過(guò)大時(shí)，鋼軌電位將會(huì)上升，同時(shí)軌地之間電位差增大，當(dāng)超過(guò)92V（德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)），人體就會(huì)有觸電危險(xiǎn)。雜散電流影響通訊設(shè)備 返回目錄返回目錄模型分析 由于整個(gè)地鐵線路是由多個(gè)變電所為機(jī)車供電，供電方式、列車的負(fù)荷、線路條件都是變量等多方面的原因，地鐵嚴(yán)格意義上的雜散電流泄露的理論公式是很難推導(dǎo)的。為了簡(jiǎn)化所要研究的問(wèn)題

12、，且能夠達(dá)到了解雜散電流分布規(guī)律的要求，采取理想的條件來(lái)建立地鐵雜散電流分布的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了數(shù)學(xué)公式的推導(dǎo)。 模型分析假設(shè)軌道電阻沿線均勻分布；過(guò)渡電阻在軌道和排流網(wǎng)間均勻分布：忽略系統(tǒng)向外的泄漏電流；忽略饋電線路的阻抗。 模型分析單邊供電 Rs 軌道縱向電阻，/kmRg1 軌道與排流網(wǎng)之間的過(guò)渡電阻， /kmRp 排流網(wǎng)縱向電阻， /kmRg2排流網(wǎng)與大地之間的過(guò)渡電阻， /kmRd 大地縱向電阻， /km u1 (X)為在X處走行軌與排流網(wǎng)之間的電壓Vu2(x)為在X處排流網(wǎng)與大地之間的電壓，Vil(x)為走行軌在處的電流，Ai2(x)為排流網(wǎng)在x處的電流，Ai3(x)為大地在X處的電

13、流，AX為距變電所的距離，kmL為機(jī)車據(jù)變電所的距離，kmI為機(jī)車取流電流，A模型分析單邊供電 根據(jù)以下公式帶入經(jīng)驗(yàn)數(shù)值，通過(guò)仿真軟件，我們可以得到一定的規(guī)律模型分析單邊供電，排流網(wǎng)不排流，供電區(qū)間長(zhǎng)度變化時(shí)參數(shù)分布規(guī)律 當(dāng)機(jī)車與變電所間距離增當(dāng)機(jī)車與變電所間距離增加時(shí)，軌道電壓，軌道電加時(shí)，軌道電壓，軌道電流損失量以及泄漏雜散電流損失量以及泄漏雜散電流總量均大幅度增加。流總量均大幅度增加。模型分析單邊供電，排流網(wǎng)不排流， 機(jī)車取流電流變化時(shí)參數(shù)分布規(guī)律 當(dāng)機(jī)車取流電流增加時(shí)，當(dāng)機(jī)車取流電流增加時(shí)，軌道電壓、軌道電流以及軌道電壓、軌道電流以及泄漏雜散電流總量均大幅泄漏雜散電流總量均大幅度增加度

14、增加模型分析單邊供電，排流網(wǎng)不排流， 軌地過(guò)渡電阻變化時(shí)參數(shù)分布規(guī)律 當(dāng)軌地過(guò)渡電阻低于當(dāng)軌地過(guò)渡電阻低于3/km時(shí)，軌道電壓、軌道電流時(shí)，軌道電壓、軌道電流以及泄漏雜散電流總量均以及泄漏雜散電流總量均大幅度增加大幅度增加模型分析單邊供電，排流網(wǎng)不排流，軌道縱向電阻變化時(shí)參數(shù)分布規(guī)律 當(dāng)軌道縱向電阻增加時(shí)，當(dāng)軌道縱向電阻增加時(shí)，軌道電壓，軌道電流損失軌道電壓，軌道電流損失量以及泄漏雜散電流總量量以及泄漏雜散電流總量均大幅度增加均大幅度增加模型分析單邊供電，排流網(wǎng)不排流，各量的分布規(guī)律1)軌道電壓：從變電所到機(jī)車處，軌道電壓逐漸增加，且在變電所處為負(fù)的最大值，在機(jī)車處為正的最大值，在機(jī)車與變電所

15、的中點(diǎn)，電壓值為零。2)軌道電流：從變電所到機(jī)車處軌道電流先減小后增加，以變電所和機(jī)車處軌道電流最大且相等，以機(jī)車與變電所中點(diǎn)對(duì)稱，在機(jī)車與變電所的中點(diǎn)處最小，此處的軌道電流損失最嚴(yán)重；3)泄漏雜散電流總量：從變電所到機(jī)車處泄漏雜散電流總量先增加后減少，在變電所和機(jī)車處為零，在機(jī)車與變電所的中點(diǎn)處最大，此處泄漏的雜散電流最大，整個(gè)分布規(guī)律也是以機(jī)車與變電所中點(diǎn)對(duì)稱。 模型分析單邊供電，排流網(wǎng)排流，供電區(qū)間長(zhǎng)度變化時(shí)參數(shù)分布規(guī)律 當(dāng)機(jī)車與變電所間距離增當(dāng)機(jī)車與變電所間距離增加時(shí)，軌道電壓，軌道電加時(shí)，軌道電壓，軌道電流損失量以及泄漏雜散電流損失量以及泄漏雜散電流總量均大幅度增加。流總量均大幅度增

16、加。模型分析單邊供電，排流網(wǎng)排流，軌地過(guò)渡電阻變化時(shí)參數(shù)分布規(guī)律 當(dāng)軌地過(guò)渡電阻低于當(dāng)軌地過(guò)渡電阻低于3/km時(shí)，軌道電壓、軌道電流時(shí)，軌道電壓、軌道電流以及泄漏雜散電流總量均以及泄漏雜散電流總量均大幅度增加大幅度增加模型分析單邊供電，排流網(wǎng)排流，軌道縱向電阻變化時(shí)參數(shù)分布規(guī)律 當(dāng)軌道縱向電阻增加時(shí)，當(dāng)軌道縱向電阻增加時(shí)，軌道電壓，軌道電流損失軌道電壓，軌道電流損失量以及泄漏雜散電流總量量以及泄漏雜散電流總量均大幅度增加均大幅度增加模型分析單邊供電，排流網(wǎng)排流，各量的分布規(guī)律1)軌道電壓：從變電所道機(jī)車處，軌道電壓逐漸增加，且在變電所處為負(fù)的最大值，在機(jī)車處為正的最大值，但是軌道電壓為零的點(diǎn)并

17、不是在機(jī)車與變電所的中點(diǎn)。2)軌道電流：從變電所到機(jī)車處軌道電流先減小后增加，軌道電流的值不關(guān)于某點(diǎn)對(duì)稱，在軌道電壓為零處的軌道電流損失最嚴(yán)重。3)泄漏雜散電流總量：從變電所到機(jī)車處泄漏雜散電流總量先增加后減少，在軌道電壓為零處，泄漏的雜散電流最大。 模型分析單邊供電，排流網(wǎng)排流前后，各量的分布規(guī)律 模型分析單邊供電，排流網(wǎng)排流前后，各量的分布規(guī)律排流后，軌道電壓增加，這就需要在排流的時(shí)候考慮軌道電壓是否會(huì)達(dá)到92V，會(huì)不會(huì)給地鐵員工和乘客的人身安全帶來(lái)問(wèn)題，可以通過(guò)此電位對(duì)排流柜上的限流電阻進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題；排流后，軌道電流減少，說(shuō)明軌道電流的損失量增加：排流后，泄漏雜散電流總量

18、增加，這就使得排流管道周圍未加排流保護(hù)的金屬管線受到雜散電流腐蝕的危險(xiǎn)加大。 返回目錄返回目錄雜散電流測(cè)量 目前研究以直流為主，交流為輔，對(duì)于直交混雜的情況，國(guó)內(nèi)外的研究者正在積極地做各種定性、定量的實(shí)驗(yàn)。 國(guó)外的地鐵管理部門及高等院校內(nèi)均設(shè)置了專門機(jī)構(gòu)從事這方面研究并取得了豐富成果。 我國(guó)的地鐵建設(shè)起步較晚，因而對(duì)于雜散電流的相關(guān)研究開展比較晚，目前國(guó)內(nèi)只有少數(shù)幾家研究機(jī)構(gòu)，如中國(guó)礦業(yè)大學(xué)等。 目前國(guó)際上雜散電流防護(hù)通常采用VDE0115國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN50122-2、EN50162和德國(guó)(VDV)5012標(biāo)準(zhǔn)。 我國(guó)唯一雜散電流標(biāo)準(zhǔn)是1992年頒布的地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程。 雜

19、散電流測(cè)量 直接測(cè)量雜散電流是不可行的。 根據(jù)模型分析中描述，影響雜散電流中最大的兩個(gè)參數(shù)為：軌道縱向電阻、軌地過(guò)渡電阻。 地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程（CJJ49-1992）中規(guī)定：兼用作回流的地鐵走行軌與隧洞主體結(jié)構(gòu)(或大地之間)的過(guò)渡電阻值(按閉塞區(qū)間分段進(jìn)行測(cè)量并換算為1KM長(zhǎng)度的電阻值)，對(duì)于新建線路不應(yīng)小于15.KM；對(duì)于運(yùn)行線路不應(yīng)小于3.KM。 EN50122-2標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：?jiǎn)蝹€(gè)導(dǎo)軌單位長(zhǎng)度電導(dǎo)率，不能低于下表中推薦值。 牽引系統(tǒng)野外(s/km)隧道(s/km)鐵路0.50.5開放形式運(yùn)輸系統(tǒng)0.50.1封閉形式運(yùn)輸系統(tǒng)2.5-雜散電流測(cè)量EN50122-2標(biāo)準(zhǔn)中測(cè)量10米鋼軌

20、縱向電阻的方法 雜散電流測(cè)量EN50122-2標(biāo)準(zhǔn)中鋼軌與隧道的軌地電阻測(cè)量方法 雜散電流測(cè)量EN50122-2標(biāo)準(zhǔn)中露天鋼軌與地的軌地電阻測(cè)量方法 雜散電流測(cè)量地鐵隧道或輕軌基礎(chǔ)為混凝土結(jié)構(gòu)，排流網(wǎng)總的鋼筋有雜散電流流出時(shí)，鋼筋的電位將發(fā)生正向偏移（陽(yáng)極極化）。陽(yáng)極電流（流出的雜散電流）和陽(yáng)極電位變化的規(guī)律如圖所示。我國(guó)的地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程 CJJ49-92行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)第3.0.5條中規(guī)定：對(duì)于主體混凝土結(jié)構(gòu)的鋼筋極化電壓的正向偏移平均值不得大于500mV，這一條作為防腐蝕的標(biāo)準(zhǔn)。雜散電流測(cè)量雜散電流測(cè)量FM308雜散電流集中測(cè)控裝置功能：監(jiān)測(cè)全線排流網(wǎng)腐蝕情況，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排流防護(hù)。

21、測(cè)量參數(shù)：極化電壓、接觸電壓、參比電極電位構(gòu)成：參比電極、傳感器、轉(zhuǎn)接器、監(jiān)測(cè)裝置、通信網(wǎng)絡(luò)、上位機(jī)系統(tǒng)。特點(diǎn)：就地實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，測(cè)量精確；獨(dú)立系統(tǒng)；根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果實(shí)現(xiàn)自動(dòng)極性排流，將腐蝕控制在最低限度。雜散電流測(cè)量雜散電流集中測(cè)控裝置雜散電流測(cè)量雜散電流自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容1）結(jié)構(gòu)鋼極化電壓正向偏移平均值 地鐵軌道漏出來(lái)的雜散電流能否引起隧洞結(jié)構(gòu)鋼筋的腐蝕，以雜散電流引起結(jié)構(gòu)鋼筋的電位極化電壓偏移值來(lái)確定，因此在CJJ4992地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程中的3.0.5條中規(guī)定：對(duì)于鋼筋混凝土地鐵主體結(jié)構(gòu)的鋼筋，極化電壓30分鐘內(nèi)的正向偏移平均值不得超過(guò)0.5伏，這一條是作為設(shè)計(jì)地鐵雜散電流監(jiān)

22、測(cè)系統(tǒng)的依據(jù)。 雜散電流測(cè)量雜散電流自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容2）鋼軌對(duì)結(jié)構(gòu)鋼的電壓值 地鐵軌道與站臺(tái)間(鋼軌與結(jié)構(gòu)鋼間)有時(shí)會(huì)出現(xiàn)異常電壓，為了保護(hù)乘客和鐵路員工的安全，免遭鋼軌與結(jié)構(gòu)鋼間接觸電壓的傷害，根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)VCEO115第一部分(682)的規(guī)定：軌道與結(jié)構(gòu)鋼間的電位差(接觸電壓)不得超過(guò)92伏。 另外根據(jù)鋼軌對(duì)結(jié)構(gòu)鋼的電壓值，可了解鋼軌的運(yùn)行狀態(tài)，判斷鋼軌有無(wú)裂縫。 雜散電流測(cè)量雜散電流自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)內(nèi)容3）參比電極的本體電位 結(jié)構(gòu)鋼極化電位不能直接測(cè)量，需要參比電極提供基準(zhǔn)電位。參比電極的本體電位可能隨著時(shí)間的推移或環(huán)境的變化而發(fā)生衰減，因此需要監(jiān)測(cè)參比電極的本體電位，并判定參比

23、電極是否損壞。返回目錄返回目錄雜散電流防護(hù) 地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程規(guī)定基本防護(hù)原則： 一、以治本為主將地鐵雜散電流減小至最低限度 二、限制雜散電流向地鐵外部的擴(kuò)散 三、地鐵附近的地中金屬管線結(jié)構(gòu)應(yīng)單獨(dú)采取有效的防蝕措施 對(duì)于如何治本，本次不予考慮，主要介紹如何進(jìn)行保護(hù)。 EN50122-2中規(guī)定了三種常見的排流方法：一、極性排流法二、強(qiáng)制排流法三、附加電流的陰極保護(hù) 雜散電流防護(hù)極性排流法 極性排流通過(guò)二極管或繼電器使電流只能在一個(gè)方向流過(guò)而實(shí)現(xiàn)。為了限制電流大小，一般需要配置限流電阻。極性排流會(huì)增加雜散電流。這種方法通常被用于所要保護(hù)的結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離其他結(jié)構(gòu)物。 雜散電流防護(hù)強(qiáng)制排流法 某些

24、特定情況下，可以采用強(qiáng)制排流法。這是一個(gè)強(qiáng)制電流系統(tǒng)，運(yùn)行軌道是陽(yáng)極。雜散電流防護(hù)附加電流陰極保護(hù) 在系統(tǒng)中，附加電流從附加電流的陽(yáng)極通過(guò)大地流到被保護(hù)的結(jié)構(gòu)鋼上。雜散電流防護(hù) 目前，采用走行軌作為回流通路的地鐵一般在走行軌下面架設(shè)排流網(wǎng)作為雜散電流收集通道。對(duì)于隧道，一般以隧道的結(jié)構(gòu)鋼作為備用排流通道。返回目錄返回目錄排流柜 目前，基于可操作性考慮，國(guó)內(nèi)地鐵排流基本采用極性排流法，有固定電阻排流和可調(diào)電阻排流兩種方式。 固定電阻排流固定電阻排流經(jīng)過(guò)二極管D及固定限流電阻R，把排流網(wǎng)與軌道連接在一起，使排流網(wǎng)中的雜散電流流回牽引變電所的負(fù)母線。排流柜固定電阻排流缺點(diǎn) 當(dāng)列車在運(yùn)行中負(fù)荷電流很大

25、時(shí)，在回流點(diǎn)附近，軌道與排流網(wǎng)間的電位差V值很大，因此排流網(wǎng)結(jié)構(gòu)鋼筋與水泥基礎(chǔ)間的電位差(極化電位) V也很高( V與V 成正比)，很容易超過(guò)05V，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)鋼筋產(chǎn)生腐蝕。排流柜過(guò)排流和欠排流 欠排流： 經(jīng)固定限流電阻排流法排流以后，V 超過(guò)0.5V。 欠排流狀態(tài)時(shí)，易產(chǎn)生腐蝕。 減小限流電阻值，或使其為零。這樣，可使回流點(diǎn)附近排流網(wǎng)結(jié)構(gòu)鋼筋的極化電位小于0.5V，或接近零。這種狀態(tài)稱之為：過(guò)排流 在過(guò)排流狀態(tài)下，雜散電流對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋的腐蝕危害較小，但在列車負(fù)荷端電壓增加，帶來(lái)安全問(wèn)題。排流柜可調(diào)電阻排流 限流電阻應(yīng)是可變的，并使V 保持在0.5V。排流柜智能排流柜 智能排流柜就是采用了可調(diào)電阻

26、方式。通過(guò)改變IGBT的占空比來(lái)達(dá)到理想排流狀態(tài)。 控制原理：采用排流網(wǎng)結(jié)構(gòu)鋼筋極化電位0.5V作為自動(dòng)排流的設(shè)定量，通過(guò)參比電極測(cè)出排流網(wǎng)結(jié)構(gòu)鋼筋與水泥基礎(chǔ)間的電位差，控制驅(qū)動(dòng)模塊，向IGBT發(fā)出閉合、開通信號(hào)，進(jìn)行斬波調(diào)阻來(lái)改變可調(diào)限流電阻的阻值，使排流柜工作在理想狀態(tài)下。排流柜控制原理 排流柜智能排流柜 排流柜安裝在牽引排流柜安裝在牽引變電所內(nèi)，電氣聯(lián)變電所內(nèi)，電氣聯(lián)接在排流網(wǎng)端子和接在排流網(wǎng)端子和整流器負(fù)極母排。整流器負(fù)極母排。返回目錄返回目錄單向?qū)ㄑb置單向?qū)ㄑb置 當(dāng)車場(chǎng)、車輛段、隧道、高架橋等特殊地段的軌道上運(yùn)行時(shí)，由于這些場(chǎng)所的特殊性，保證機(jī)車回流電流正常流向變電所；而列車在車

27、場(chǎng)、車輛段、隧道、高架橋等特殊地段以外的鋼軌部位運(yùn)行時(shí)，不允許列車的回流電流流過(guò)這些特殊地段，從而減小雜散電流對(duì)這些特殊地段結(jié)構(gòu)鋼筋的腐蝕。 目前，為了達(dá)到上述目的，在車場(chǎng)、車輛段、隧道、高架橋等特殊地段軌道上了，均設(shè)置了絕緣結(jié)，從而物理上將這些場(chǎng)合軌道與運(yùn)行軌道隔離。 單向?qū)ㄑb置單向?qū)ㄑb置 車場(chǎng)、車輛段、隧道、高架橋等特殊地段設(shè)置絕緣結(jié)后問(wèn)題： 1）列車在上述地段運(yùn)行時(shí)，走行軌電流如何流回變電所？ 2）列車經(jīng)過(guò)絕緣結(jié)時(shí),電流的突變，有可能使絕緣結(jié)兩端產(chǎn)生一個(gè)電位差， 發(fā)生打火燒毀軌道的現(xiàn)象。（電路中電壓大于10 12 V，且電流大于80100 mA，分開的觸頭之間就會(huì)產(chǎn)生電?。?單向?qū)?/p>

28、裝置主要是為了解決上述兩個(gè)問(wèn)題。單向?qū)ㄑb置單向?qū)ㄑb置 單向?qū)ㄑb置單向?qū)ㄑb置 消弧原理 單向?qū)ㄑb置地下和地面或車輛段和運(yùn)行線隔離單向?qū)ㄑb置的正極接地下段鋼軌，負(fù)極接地面段鋼軌當(dāng)列車在地面正線運(yùn)行時(shí)，不允許列車電流回流至地下段（地下段絕緣條件更差）車輛段和正線的隔離原理類似單向?qū)ㄑb置水下隧道內(nèi)鋼軌隔離 單向?qū)ㄑb置的正極接隧道沉管區(qū)段地下鋼軌，負(fù)極接沉管區(qū)段以外鋼軌，當(dāng)列車在隧道沉管區(qū)段運(yùn)行時(shí)，列車電流通過(guò)單向?qū)ㄑb置回流至牽引所，而當(dāng)列車在隧道沉管以外區(qū)段運(yùn)行時(shí)，列車電流通過(guò)與鋼軌平行的回流電纜回流至牽引所。單向?qū)ㄑb置地下與地面鐵道線路 單向?qū)ㄑb置過(guò)江隧道 返回目錄返回目錄框架泄漏保護(hù)裝置 EN50122-1中規(guī)定，對(duì)于直流軌道系統(tǒng)，短時(shí)人體接觸電壓如下。Permanent conditions ：The accessible voltages shall not exceed 120 V except in workshops and similar locations where the limit s