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地铁杂散电流的危害及防护研究
发布时间:2015/9/5 8:54:41    作者:未知    来源:本站原创    浏览次数:0
1 杂散电流的产生
采用走行轨回流的地铁直流牵引供电系统中(如图1),接触网与牵引变电所的正母线连接,回流走行轨与负母线连接。牵引变电所输出的直流电经接触网送入电客车,流经电机电器后经走行轨回流到变电所负母线。走行轨具有纵向电阻,因此从运行车辆至变电所负母线之间的回流走行轨上就产生电压降。车辆附近为阳极区,钢轨电位为正,就有正向漏泄电流流入大地。牵引所附近为阴极区,钢轨电位为负。地铁隧道混凝土结构中有电阻较低的钢筋,电流就沿着钢筋向低电位的区域流动。因为地下埋设的钢筋、管道周围总有比较潮湿的电解质类物质,杂散电流在金属与电解质之间流动就加速了金属失去电子游离成金属离子的过程,形成类似于电解过程的腐蚀现象,这就是杂散电流对金属构件(结构钢筋和金属管线)的电化学腐蚀。
2 地铁杂散电流腐蚀基本原理
2.1 地铁杂散电流腐蚀原理
地铁直流牵引供电方式所形成的迷流及其腐蚀部位如图2所示,图中的I为牵引电流,Ix,Jy分别为走行轨回流和泄漏的杂散电流。由图可知,地铁迷流所经过的路径可概括为2个串联的腐蚀电池。
电池Ⅰ:A钢轨    (阳极区)→B道床、土壤→C金属管线(阴极区)
电池Ⅱ:D金属管线(阳极区)→E土壤、道床→F钢轨    (阴极区)
当地铁杂散电流由图2中两个阳极区,钢轨(A)和金属管线(D)部位流出时,该部位的金属Fe便与其周围电解质发生阳极过程的电解作用,此处的金属随即遭到腐蚀。
2.2 杂散电流腐蚀具有以下特点
2.2.1 腐蚀激烈;
2.2.2 腐蚀集中于局部位置;
2.2.3 有防腐层时,往往集中于防腐层的缺陷部位;
3 杂散电流的防护
3.1 杂散电流防护方法
地铁杂散电流的防护是一个系统工程,目前常用的防护方法大致可归纳为以下三类:
3.1.1 让回流轨中的电流全部流回牵引变电所的负极,而不能向地下泄漏,即在回流轨与地之间采取有效的绝缘,控制和减小杂散电流产生的根源,隔离所有可能的杂散电流泄漏途径,俗称“堵”;
3.1.2 通过与排流网电气连接的测防端子和走行轨来监测杂散电流大小,以便超标时及时采取措施,俗称“测”。
3.1.3 将回流轨中部分向外泄漏的电流,以某种渠道将其引回变电所的负极,即设置合理的排流网结构,为杂散电流提供一条畅通的低电阻通路,俗称“排”;
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