廣州地鐵五號(hào)線雜散電流防護(hù)研究與設(shè)計(jì)教材

-)其中，所有正極性電壓瞬時(shí)值和絕對(duì)值小于值的負(fù)極性電壓各瞬時(shí)值之和；為所有正極性電壓瞬時(shí)值讀取次數(shù)及絕對(duì)值小于值的負(fù)極性電壓各瞬時(shí)值讀取次數(shù)之和；n為總的測(cè)量次數(shù)；為自然本體電位，為極化電壓的正向偏移平均值。3.2.2雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有分散式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和集中式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)兩種。(1)分散式雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分散式雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由參考電極、道床收集網(wǎng)測(cè)試端子、高架橋梁收集網(wǎng)測(cè)試端子、隧道收集網(wǎng)測(cè)試端子、測(cè)試盒、測(cè)試電纜、雜散電流綜合測(cè)試端子箱及雜散電流綜合測(cè)試裝置構(gòu)成，如圖3.5所示，圖中“1”為測(cè)試端子，“2”為參考電極，在每個(gè)車站變電所的控制室或檢修室內(nèi)安裝一臺(tái)雜散電流測(cè)試端子箱，將該車站區(qū)段內(nèi)的參考電極端子和測(cè)試端子接至接線盒，由統(tǒng)一的測(cè)量電纜引入至變電所測(cè)試端子箱內(nèi)的連接端子，將來(lái)用移動(dòng)式微機(jī)型綜合測(cè)試裝置分別對(duì)每個(gè)變電所進(jìn)行雜散電流測(cè)試及數(shù)據(jù)處理。其中道床收集網(wǎng)測(cè)試端子、高架橋梁收集網(wǎng)測(cè)試端子、隧道收集網(wǎng)測(cè)試端子可利用伸縮縫處的連接端子，不單獨(dú)引出測(cè)試端子。圖3.5分散式雜散電流監(jiān)測(cè)原理框圖(2)集中式雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集中式雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由參考電極、測(cè)試端子、傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器、測(cè)試電纜及雜散電流綜合測(cè)試裝置構(gòu)成，如圖3.6所示，圖中“1”為測(cè)試端子，“2”為參考電極。在每個(gè)測(cè)試點(diǎn)，將參考電極端子和測(cè)試端子接至傳感器。將該車站區(qū)段內(nèi)的上下行傳感器通過測(cè)量電纜，分別連接到車站變電所的控制室或檢修室內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器。車站的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器通過測(cè)量電纜接至固定式雜散電流綜合測(cè)試裝置。綜合測(cè)試裝置至傳感器的傳輸距離最遠(yuǎn)不超過10km，由此來(lái)考慮每條線路需設(shè)置幾個(gè)雜散電流綜合測(cè)試室。圖3.6集中式雜散電流監(jiān)測(cè)原理框圖地鐵的集中式雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成原理如圖3.7所示。主要監(jiān)測(cè)整體道床排流網(wǎng)的極化電位、本體電位；隧道側(cè)壁結(jié)構(gòu)鋼的極化電位、本體電位；監(jiān)測(cè)點(diǎn)的軌道電位等，整個(gè)系統(tǒng)為一分布式計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。傳感器是一個(gè)以單片機(jī)為核心的數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)采集處理測(cè)量點(diǎn)排流網(wǎng)和結(jié)構(gòu)鋼的自然本體電位，正向平均值，半小時(shí)內(nèi)的軌道電壓最大值，并把采集運(yùn)算得到的參數(shù)送入指定的內(nèi)存存儲(chǔ)起來(lái)。由于整個(gè)地鐵線路較長(zhǎng)，通信距離比較長(zhǎng)，為保證傳感器的數(shù)據(jù)可靠傳送到中央控制室的上位機(jī)，轉(zhuǎn)接器起到了通信傳輸?shù)闹欣^作用。監(jiān)測(cè)裝置通過轉(zhuǎn)接器向各個(gè)傳感器要監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，上位機(jī)與監(jiān)測(cè)裝置連接，把所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)和有關(guān)雜散電流的信息參數(shù)以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存入計(jì)算機(jī)。上位機(jī)上可以實(shí)時(shí)查詢到地鐵沿線雜散電流腐蝕的防護(hù)情況。圖3.7雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成原理圖

4工程實(shí)例廣州地鐵五號(hào)線呈東西走向，線路西起芳村的滘口，東至廣州開發(fā)區(qū)的黃埔客運(yùn)港，全線共設(shè)24座車站，如圖4.1所示。正線線路全長(zhǎng)約31.8km，其中29.59km為地下線路，2km為高架線路，0.21km為路基或路塹線路。車站及區(qū)間隧道采用了明挖法、明暗結(jié)合、礦山法、沉管法、盾構(gòu)法等多種施工方法。圖4.1廣州地鐵五號(hào)線線路圖廣州地鐵五號(hào)線牽引供電系統(tǒng)采用直流1500V供電，正線的地下區(qū)段及高架線路全部采用三軌接觸網(wǎng)，車輛段采用柔性架空接觸網(wǎng)。由于運(yùn)營(yíng)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和其它方面因素的限制，走行軌不可能完全絕緣于道床結(jié)構(gòu)，因此不可避免地由走形軌向道床、車站和隧道結(jié)構(gòu)泄漏電流，即雜散電流。雜散電流會(huì)對(duì)土建結(jié)構(gòu)鋼筋、鋼軌、設(shè)備金屬外殼和其他地下金屬管線產(chǎn)生電腐蝕。由于地鐵是百年大計(jì)，雜散電流防護(hù)專業(yè)應(yīng)根據(jù)五號(hào)線牽引供電和土建結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，與相關(guān)的土建、軌道、供電、通信和信號(hào)等專業(yè)配合，設(shè)計(jì)可靠的防護(hù)方案，同時(shí)應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理，便于施工。4.1雜散電流腐蝕防護(hù)設(shè)計(jì)原則及技術(shù)條件雜散電流防護(hù)設(shè)計(jì)應(yīng)按照“以堵為主，以排為輔，堵排結(jié)合，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)”的原則設(shè)計(jì)。當(dāng)雜散電流防護(hù)與安全接地發(fā)生矛盾時(shí)，優(yōu)先考慮安全接地。雜散電流防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)符合《地鐵雜散電流腐蝕防護(hù)技術(shù)規(guī)程》。五號(hào)線工程車站的結(jié)構(gòu)形式較多，雜散電流防護(hù)與接地系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)各車站的具體結(jié)構(gòu)形式，采用合理的設(shè)計(jì)方案，以滿足雜散電流防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。在保證雜散電流防護(hù)系統(tǒng)成功實(shí)施的基礎(chǔ)上，盡量減少投資。4.2牽引回流系統(tǒng)牽引回流系統(tǒng)由鋼軌、負(fù)回流電纜、上下行均流電纜以及單向?qū)ㄑb置等組成。正線采用60kg/m的鋼軌，車輛段除車場(chǎng)線采用50kg/m鋼軌外其余均采用60kg/m的鋼軌。連接牽引變電所負(fù)母線至上下行鋼軌的負(fù)回流電纜采用400mm2截面銅電纜。各牽引變電所的負(fù)回流電纜回?cái)?shù)和每回負(fù)回流電纜根數(shù)如表4.1所示。表4.1牽引變電所的負(fù)回流電纜回?cái)?shù)及根數(shù)表牽引變電所滘口大坦沙南東風(fēng)西路廣州火車站花園酒店楊箕負(fù)回流線回?cái)?shù)222222每回負(fù)回流線根數(shù)777788牽引變電所獵德員村黃洲魚珠港灣路文園負(fù)回流線回?cái)?shù)222222每回負(fù)回流線根數(shù)888888在正線各車站兩端上下行鋼軌間設(shè)置均流電纜，但在有負(fù)回流電纜的一端，上下行鋼軌間不再設(shè)均流電纜；另外，若上下行隧道有區(qū)間逃生通道，則利用該通道設(shè)置上下行均流電纜；在高架區(qū)段，區(qū)間均流電纜間隔控制在200~300m左右。均流電纜選擇2根150mm2截面的DC1500V銅電纜。4.3雜散電流腐蝕防護(hù)方案4.3.1一般防護(hù)方案(1)限制雜散電流產(chǎn)生根源的措施①通過均流電纜的恰當(dāng)設(shè)置和對(duì)回流電纜、回流鋼軌提出一定的要求，保證通暢的回流通路。②通過對(duì)鋼軌采取絕緣法安裝及其他附加措施，增大鋼軌泄漏電阻，鋼軌泄漏電阻應(yīng)不小于15Ω·km。(2)雜散電流收集網(wǎng)設(shè)置方案①將整體道床和浮制板道床按一定要求焊接，作為主要雜散電流收集網(wǎng)。主收集網(wǎng)應(yīng)滿足一定截面要求。計(jì)算雜散電流主收集網(wǎng)截面如附錄表B2所示，再選擇整體道床收集網(wǎng)截面，為了增強(qiáng)珠江隧道的防雜散電流能力，在大坦沙南~東風(fēng)西路區(qū)段收集網(wǎng)截面選取為3000mm2，可使過江段隧道結(jié)構(gòu)鋼筋的極化電位限制在0.3V以下，隧道結(jié)構(gòu)鋼筋處于被絕對(duì)保護(hù)的狀態(tài)，達(dá)到了保護(hù)珠江隧道的目的，其結(jié)果如表4.2所示。②將隧道結(jié)構(gòu)鋼筋按一定要求焊接，作為隧道輔助雜散電流收集網(wǎng)。表4.2整體道床收集網(wǎng)截面選擇結(jié)果表牽引變電所滘口大坦沙南東風(fēng)西路廣州火車站花園酒店楊箕獵德員村黃洲魚珠港灣路文園截面(mm2)20003000200030003000300030002000200020002000③將高架橋梁每個(gè)結(jié)構(gòu)段的上層鋼筋按一定要求焊接，作為高架橋內(nèi)輔助雜散電流收集網(wǎng)。④在牽引變電所附近設(shè)置道床及隧道結(jié)構(gòu)鋼筋的排流端子，以便將雜散電流收集網(wǎng)連接至牽引變電所內(nèi)排流柜。(3)牽引變電所設(shè)置排流柜方案排流柜在地鐵運(yùn)營(yíng)初期并不投入運(yùn)行，而是在運(yùn)營(yíng)過程中，根據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)雜散電流腐蝕狀況的監(jiān)測(cè)結(jié)果判斷是否投入運(yùn)行。4.3.2特殊區(qū)段防護(hù)方案(1)盾構(gòu)區(qū)段防護(hù)方案盾構(gòu)區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)鋼筋采用隔離法進(jìn)行防護(hù)。隔離法充分利用了盾構(gòu)管片的結(jié)構(gòu)及安裝特點(diǎn)。由于盾構(gòu)隧道是由縱向1m多長(zhǎng)的管片構(gòu)成，盾構(gòu)管片間存在用于防水的橡膠墊圈，且盾構(gòu)管片內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋同管片之間的連接螺栓通過素混凝土隔離，這樣客觀上隔斷了盾構(gòu)管片的相互連接，使得1m多長(zhǎng)的管片內(nèi)鋼筋所收集的雜散電流數(shù)量非常小，從而實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)管片內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋的鈍化腐蝕狀態(tài)，達(dá)到防護(hù)目的。(2)過江隧道防護(hù)方案①對(duì)于過江隧道區(qū)段，由于其采用了沉管的施工方法，在管道預(yù)制時(shí)應(yīng)對(duì)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行焊接，焊接要求詳見第4.5.3節(jié)。②在過江隧道江底區(qū)間，將道床收集網(wǎng)截面適當(dāng)加大，即對(duì)過江區(qū)間道床鋼筋留有一定的設(shè)計(jì)裕度。(3)車輛段雜散電流防護(hù)方法①車輛段通過恰當(dāng)設(shè)置回流點(diǎn)和均流電纜來(lái)降低鋼軌電位以減少雜散電流的泄漏。②車輛段內(nèi)線路與正線之間、車輛段各種電化庫(kù)內(nèi)線路與庫(kù)外線路之間設(shè)置鋼軌絕緣結(jié)并裝設(shè)單向?qū)ㄑb置[8]，如圖4.2所示。③車輛段內(nèi)電化股道和非電化股道之間、電化股道盡頭線與車檔設(shè)備之間設(shè)置鋼軌絕緣結(jié)。圖4.2車輛段單向?qū)ê弯撥壗^緣結(jié)布置圖4.3.3相關(guān)設(shè)備及管線的防護(hù)方法(1)沿車站站臺(tái)設(shè)2m寬絕緣層，其絕緣等級(jí)為AC1000V，1min。屏蔽門安裝在絕緣層之上。屏蔽門與結(jié)構(gòu)鋼筋不應(yīng)有電氣連接。(2)其它金屬管線安裝時(shí)應(yīng)與結(jié)構(gòu)鋼筋電氣隔離。4.4雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置完備的雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以檢測(cè)結(jié)構(gòu)鋼筋、整體道床鋼筋以及鋼軌電位。通過信號(hào)轉(zhuǎn)接器與變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)接口傳送至主控網(wǎng)絡(luò)，在車輛段主控設(shè)備房利用數(shù)據(jù)傳輸線將監(jiān)測(cè)信息由交換機(jī)傳送至微機(jī)管理系統(tǒng)，使運(yùn)營(yíng)人員可在辦公室內(nèi)直接查詢各種統(tǒng)計(jì)信息，并可打印各種管理報(bào)表。運(yùn)營(yíng)人員可根據(jù)以上結(jié)果，及時(shí)對(duì)相關(guān)區(qū)段進(jìn)行清掃和相應(yīng)的維護(hù)管理。4.4.1雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成方案廣州地鐵地鐵五號(hào)線雜散電流的防護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)選用雜散電流集中式監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意圖如附錄C所示。雜散電流監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由參考電極、道床收集網(wǎng)測(cè)試端子、隧道輔助收集網(wǎng)測(cè)試端子、傳感器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器、通信電纜及雜散電流綜合測(cè)試裝置組成，具體構(gòu)成方式如下：在每個(gè)測(cè)試點(diǎn)，將參考電極端子和測(cè)試端子接至傳感器，將該車站區(qū)段內(nèi)的上下行傳感器通過通信電纜分別連接到位于各車站的上下行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器。傳感器采集數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接器通過通信電纜傳輸至變電所綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，經(jīng)主控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)到車輛段控制室的微機(jī)管理系統(tǒng)。4.4.2測(cè)試端子設(shè)置原則(1)在地下車站范圍內(nèi)，車站站臺(tái)的兩端進(jìn)出站附近的道床和隧道壁上分別設(shè)置1個(gè)測(cè)試端子。(2)隧道區(qū)間范圍內(nèi)，靠近車站250m的道床和隧道壁上分別設(shè)置1個(gè)測(cè)試端子。(3)高架區(qū)段，在車站站臺(tái)的兩端進(jìn)出站附近的道床上設(shè)置1個(gè)測(cè)試端子。(4)高架區(qū)段，在靠近站臺(tái)250m的道床上設(shè)置1個(gè)測(cè)試端子。(5)在盾構(gòu)區(qū)間隧道內(nèi)，只在道床上設(shè)置測(cè)試端子。(6)上下行線路分別按照上述原則設(shè)置測(cè)試端子。4.4.3參考電極設(shè)置原則(1)參考電極采用技術(shù)性能較好的氧化鉬或硫酸銅參考電極。(2)對(duì)應(yīng)每個(gè)測(cè)試端子，在相距不超過1m的范圍內(nèi)，設(shè)置1個(gè)參考電極。4.4.4雜散電流防護(hù)系統(tǒng)的日常維護(hù)措施線路正式開通運(yùn)營(yíng)后，利用綜合測(cè)試裝置記錄高峰小時(shí)整體道床結(jié)構(gòu)鋼筋和車站隧道結(jié)構(gòu)鋼筋相對(duì)周圍混凝土介質(zhì)電位，以此電位作為判斷有無(wú)雜散電流對(duì)結(jié)構(gòu)鋼筋腐蝕的依據(jù)，如測(cè)試到某段結(jié)構(gòu)鋼筋電位超過0.5V的標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)對(duì)鋼軌回路及鋼軌泄漏電阻進(jìn)行測(cè)試檢查，針對(duì)測(cè)試結(jié)果，檢查引起雜散電流超標(biāo)的原因：若是鋼軌回流系統(tǒng)出現(xiàn)電氣導(dǎo)通“斷點(diǎn)”所引起，則應(yīng)及時(shí)將“斷點(diǎn)”處連接至符合設(shè)計(jì)要求標(biāo)準(zhǔn)；若是某處鋼軌泄漏電阻太小，則應(yīng)檢查鋼軌是否為積水、灰塵污染或鋼軌安裝絕緣設(shè)備損壞引起，并及時(shí)清掃或?qū)^緣設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。在線路正式投入運(yùn)營(yíng)后，每月應(yīng)定期對(duì)全線軌道線路清掃，保持線路清潔干燥。如果全線鋼軌泄漏電阻普遍降低，簡(jiǎn)單清掃或維護(hù)不能解決問題，則應(yīng)將牽引變電所的排流柜投入運(yùn)行，使雜散電流收集網(wǎng)與整流機(jī)組負(fù)極柜單向連通，保護(hù)結(jié)構(gòu)鋼筋免受雜散電流腐蝕[9]。4.5雜散電流腐蝕防護(hù)對(duì)各專業(yè)的要求4.5.1對(duì)牽引供電專業(yè)的要求(1)牽引變電所負(fù)回流電纜應(yīng)與鋼軌可靠焊接，其根數(shù)不少于2根，且應(yīng)具有足夠的導(dǎo)電截面，當(dāng)1根電纜故障時(shí)，其余電纜也能滿足導(dǎo)電截面要求。(2)在車站兩端和區(qū)間適當(dāng)位置的上下行軌道間設(shè)均流電纜。負(fù)回流電纜及均流電纜與鋼軌連接的具體位置及連接方式需與信號(hào)和軌道專業(yè)共同協(xié)商解決。(3)牽引變電所直流開關(guān)柜、整流柜和負(fù)極柜等設(shè)備均應(yīng)采用絕緣法安裝。4.5.2對(duì)軌道專業(yè)的要求(1)走行回流鋼軌選用60kg/m鋼軌，并焊接成長(zhǎng)鋼軌，鋼軌接頭電阻應(yīng)小于3m長(zhǎng)的回流鋼軌阻值，以減少回流阻抗。若采用短鋼軌，用魚尾板螺栓連接，則兩根鋼軌之間必須加焊1根截面為120mm2以上的絕緣銅電纜。(2)電化線路中的道岔與轍岔的連接部位應(yīng)設(shè)置2根銅引連接線，每根截面不少于120mm2，銅引線與鋼軌間應(yīng)可靠焊接，接頭電阻不應(yīng)超過1m長(zhǎng)完整鋼軌的電阻值。(3)軌道絕緣分段的設(shè)置①出入段線與正線間，停車庫(kù)內(nèi)線路與庫(kù)外線間設(shè)鋼軌絕緣結(jié)，并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)單向?qū)ㄑb置；檢修庫(kù)線路與庫(kù)外線路間設(shè)鋼軌絕緣結(jié)。②盡頭線每條軌道的車擋裝置與電化股道間應(yīng)進(jìn)行絕緣分段。③所有的電化與非電化區(qū)段應(yīng)進(jìn)行絕緣分段。(4)鋼軌采用絕緣法安裝在軌道與混凝土軌枕之間、在緊固螺栓、道釘與混凝土軌枕之間及扣件與混凝土軌枕之間采取絕緣措施，加強(qiáng)軌道對(duì)道床絕緣，以減少鋼軌泄漏電流。鋼軌與道床間泄漏電阻應(yīng)不小于15Ω·km。上述要求可用以下方法中的一種或幾種來(lái)實(shí)現(xiàn)：①鋼軌下加絕緣墊。②使用絕緣扣件。③鋼軌采用絕緣套管固定安裝。④軌枕下加絕緣墊。⑤道岔處加強(qiáng)絕緣。⑥在有導(dǎo)軌處，導(dǎo)軌與走行軌之間應(yīng)絕緣。(5)道岔采用絕緣扣件。道岔轉(zhuǎn)轍裝置的控制電纜的金屬外鎧裝與道岔本體之間應(yīng)具有絕緣措施。(6)鋼軌底部與道床之間間隙不得小于30mm。(7)利用整體道床和浮制板道床內(nèi)結(jié)構(gòu)鋼筋，形成道床雜散電流收集網(wǎng)，收集網(wǎng)的截面應(yīng)滿足4.3.1節(jié)的要求。被選做收集網(wǎng)的結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)均勻分布，以增加雜散電流收集效果。每段整體道床和浮制板道床內(nèi)的縱向鋼筋如有搭接，必須進(jìn)行搭接焊。整體道床內(nèi)的橫向鋼筋應(yīng)電氣連續(xù)，若有搭接，應(yīng)進(jìn)行搭接焊。焊接長(zhǎng)度不小于30mm。隧道內(nèi)沿整體道床和浮制板道床縱向每隔50m由1根25mm以上的鋼筋橫向鋼筋將5根縱向鋼筋焊接在一起，并使上下兩層收集網(wǎng)鋼筋用2根20mm以上的鋼筋跨接焊成一體，如圖4.3所示[10]；高架區(qū)段，每個(gè)結(jié)構(gòu)段的長(zhǎng)度在3~4m，因此將整體道床相鄰結(jié)構(gòu)段第一排橫向鋼筋與所有的收集網(wǎng)縱向鋼筋焊接。在上下行整體道床內(nèi)上層各選擇兩根縱向鋼筋（排流條）與結(jié)構(gòu)段內(nèi)所有內(nèi)表層橫向鋼筋焊接。(a)收集網(wǎng)鋼筋(b)收集網(wǎng)的鋪設(shè)圖4.3地鐵區(qū)間隧道道床迷流收集網(wǎng)的鋪設(shè)每段道床的兩端第一排橫向鋼筋應(yīng)與所有縱向鋼筋焊接，并在道床的左右兩側(cè)引出連接端子，連接端子采用50×5的扁銅。道床沉降縫兩側(cè)的連接端子通過95mm2的銅絞線連接，使全線道床收集網(wǎng)電氣連續(xù)。(8)在有牽引變電所的車站，整體道床或浮制板道床內(nèi)收集網(wǎng)鋼筋應(yīng)引出排流端子，以備將來(lái)與牽引變電所內(nèi)的排流柜連接。排流端子可以利用靠近牽引變電所的伸縮縫連接端子。4.5.3對(duì)主體結(jié)構(gòu)的要求(1)地鐵主體結(jié)構(gòu)的防水層，必須具有良好的防水性能和電氣絕緣性能。(2)在車站和隧道內(nèi)應(yīng)設(shè)有暢通的排水措施，不允許有積水現(xiàn)象。(3)利用車站和地下隧道結(jié)構(gòu)鋼筋的可靠電氣連接，建立隧道輔助雜散電流收集網(wǎng)，具體要求如下[11]：①車站結(jié)構(gòu)鋼筋要求車站的底板、中板和頂板橫向結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)電氣連續(xù)，若有搭接，應(yīng)進(jìn)行搭接焊，并和車站邊墻的豎筋相焊接。車站縱向鋼筋應(yīng)電氣連續(xù)，若有搭接，應(yīng)進(jìn)行搭接焊。車站內(nèi)每隔5m選用底板、中板和頂板內(nèi)表層的1根橫向鋼筋和所有縱向鋼筋焊接。車站中間的變形縫兩側(cè)采用50×5的扁銅和側(cè)墻表面結(jié)構(gòu)鋼筋焊接引出連接端子，兩側(cè)的連接端子通過95mm2的銅絞線連接，將變形縫兩側(cè)的車站結(jié)構(gòu)鋼筋連成一個(gè)電氣整體。②明挖法和礦山法隧道結(jié)構(gòu)鋼筋要求明挖隧道每個(gè)結(jié)構(gòu)段內(nèi)的內(nèi)層橫向鋼筋應(yīng)電氣連續(xù)，若有搭接，應(yīng)進(jìn)行搭接焊。每個(gè)結(jié)構(gòu)段內(nèi)的內(nèi)層縱向鋼筋應(yīng)電氣連續(xù)，若有搭接，應(yīng)進(jìn)行搭接焊。區(qū)間內(nèi)每隔5m將內(nèi)表層橫向鋼筋圈與所有的內(nèi)表層縱向鋼筋焊接。明挖法和礦山法隧道變形縫兩側(cè)第一排橫向結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)和所有的與之相交的縱向結(jié)構(gòu)鋼筋焊接，并在側(cè)墻上引出連接端子，連接端子采用50×5的扁銅，兩側(cè)的連接端子通過95mm2的銅絞線連接，將變形縫兩側(cè)的隧道結(jié)構(gòu)鋼筋連成一個(gè)電氣整體。③在盾構(gòu)區(qū)間隧道，采用隔離法對(duì)盾構(gòu)管片結(jié)構(gòu)鋼筋進(jìn)行保護(hù)，各管片之間要求互相絕緣，不應(yīng)有電氣連接。(4)在隧道過江區(qū)段采用沉管法，每段管道的內(nèi)層橫向鋼筋應(yīng)電氣連續(xù)，若有搭接，應(yīng)進(jìn)行搭接焊。每段管道的內(nèi)層縱向鋼筋應(yīng)電氣連續(xù)，若有搭接，應(yīng)進(jìn)行搭接焊。每隔5m將內(nèi)表層橫向鋼筋圈與所有的內(nèi)表層縱向鋼筋焊接。另外每個(gè)管道第一排橫向結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)和所有的與之相交的縱向結(jié)構(gòu)鋼筋焊接，并在側(cè)墻上引出連接端子，連接端子采用50×5的扁銅，沉管后將相鄰兩個(gè)管道的連接端子通過95mm2的銅絞線連接，使過江段隧道結(jié)構(gòu)成為一個(gè)電氣整體。(5)利用高架橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋的可靠電氣連接，建立雜散電流收集網(wǎng)，具體要求如下：高架橋梁每個(gè)結(jié)構(gòu)段內(nèi)的上層橫向鋼筋應(yīng)電氣連續(xù)，若有搭接，應(yīng)進(jìn)行搭接焊。每個(gè)結(jié)構(gòu)段內(nèi)的上層縱向鋼筋應(yīng)電氣連續(xù)，若有搭接，應(yīng)進(jìn)行搭接焊。每個(gè)結(jié)構(gòu)段內(nèi)每隔5m將上表層橫向鋼筋與所有的上表層縱向鋼筋焊接。高架橋梁變形縫兩側(cè)第一排橫向結(jié)構(gòu)鋼筋應(yīng)和所有的與之相交的縱向結(jié)構(gòu)鋼筋焊接，并在側(cè)墻上引出連接端子，連接端子采用50×5的扁銅，兩側(cè)的連接端子通過95mm2的銅絞線連接，將變形縫兩側(cè)的橋梁結(jié)構(gòu)鋼筋連成一個(gè)電氣整體。(6)車站屏蔽門應(yīng)絕緣安裝。4.5.4對(duì)各種電纜及金屬管線的要求(1)金屬管線與鋼軌不應(yīng)有電氣連接。(2)敷設(shè)在隧道中的電纜、水管等金屬管線結(jié)構(gòu)避免與地下水流、積水、潮濕墻壁、土壤及含鹽沉積物等發(fā)生接觸。(3)由外界引入地鐵內(nèi)或由地鐵內(nèi)引出至地鐵外的金屬管線均應(yīng)進(jìn)行絕緣處理后方可引入或引出，所有通向地鐵外部的金屬給排水管，必須裝有絕緣法蘭（或絕緣短管）。(4)穿越道床的給排水管宜采用絕緣管。若采用金屬管道，金屬管道的表面應(yīng)進(jìn)行加絕緣層處理，金屬管道應(yīng)盡量和道床垂直，并且在穿越部位的兩側(cè)加絕緣法蘭，其安裝部位應(yīng)便于檢查和維護(hù)。

結(jié)論直流牽引供電系統(tǒng)中由走行軌回流產(chǎn)生的雜散電流達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)將對(duì)地鐵主體結(jié)構(gòu)鋼筋或埋地金屬產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，在工程設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營(yíng)維護(hù)中均應(yīng)得到足夠重視。為有效地降低雜散電流不利影響，需要在方案設(shè)計(jì)階段對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的雜散電流分布進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)合工程特點(diǎn)，采取切實(shí)可行的防護(hù)措施，保證地鐵具有長(zhǎng)期良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)總體效益。本文的主要結(jié)論如下：(1)雜散電流大小主要由走行軌道相對(duì)大地電位差和走行軌道相對(duì)大地絕緣電阻決定，這兩者缺一不可；影響地鐵雜散電流分布的主要因素：牽引負(fù)荷電流、列車取流點(diǎn)到牽變所的間距、軌道絕緣電阻及走行軌道內(nèi)部電阻。(2)要減小雜散電流的泄露，最根本的措施就是增大走行軌過渡電阻；其次應(yīng)該減小走行軌縱向電阻、減小機(jī)車取流電流并縮短變電所間距；而排流網(wǎng)縱向電阻、大地縱向電阻以及埋地金屬縱向電阻帶來(lái)的影響則很小。(3)選擇排流法成本低且工作可靠，但應(yīng)精確控制其排流量。需進(jìn)一步研究的問題：(1)本文僅總結(jié)地鐵雜散電流分布規(guī)律，需建立數(shù)學(xué)模型作進(jìn)一步仿真分析。(2)本論文提出廣州地鐵五號(hào)線雜散電流防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案還不夠完善，需要更進(jìn)一步通過對(duì)實(shí)際監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分析該方案的有效性。

致謝本論文的工作是在李亞寧老師的悉心指導(dǎo)下完成的，李老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和科學(xué)的工作方法給了我極大的幫助和影響。在此衷心感謝李老師對(duì)我的關(guān)心和指導(dǎo)。感謝廣州地鐵在我撰寫畢業(yè)論文期間提供的幫助。最后感謝我的父母、老師、同學(xué)、朋友，是他們給我的關(guān)懷和愛支持著我，鼓勵(lì)著我，使我能夠不斷前進(jìn)，并得以順利地完成學(xué)業(yè)。參考文獻(xiàn)[1]高敬宇,易凡.地鐵及輕軌雜散電流腐蝕的防護(hù)措施[J].天津理工學(xué)院學(xué)報(bào),1996,12(1):32-36.[2]吳祥祖,張慶賀,高衛(wèi)平.地鐵雜散電流產(chǎn)生機(jī)理及其防護(hù)措施[J].建筑安全,2003,(5):28-30.[3]李威.地鐵雜散電流腐蝕監(jiān)測(cè)及防護(hù)技術(shù)[M].徐州:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社,2004:59-60.[4]何宗華,汪松滋,何其光.城市軌道交通供電系統(tǒng)運(yùn)行于維修[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2005:341-349.[5]于松偉,楊興山,韓連祥等.城市軌道交通供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理與應(yīng)用[M].成都:西南交通大學(xué)出版社,2008:8-154.[6]呂偉杰.地鐵雜散電流的防護(hù)方案研究與設(shè)計(jì)[D].成都:西南交通大學(xué),2007:14-16.[7]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):86-89.[8]吳廷軍.廣州地鐵五號(hào)線車輛段雜散電流防護(hù)系統(tǒng)[J].教育教學(xué),2010,10(1):183-184.[9]吳廷軍.深圳地鐵的雜散電流防護(hù)措施分析[J].鐵道機(jī)車車輛,2001,5(1):32-34.[10]王澤學(xué).城市軌道交通的防雜散電流設(shè)施施工[J].鐵道機(jī)車車輛,2001,5(1):32-34.[11]許建國(guó).淺談雜散