轨道交通牵引供变电技术第6章第4节杂散电流分布基本原理及分析计算

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地铁直流牵引供电系统杂散电流研究

地铁直流牵引供电系统杂散电流研究摘要本文主要介绍了地铁直流牵引供电系统当中杂散电流出现的原因以及危害，并根据其产生提出了一系列的防护措施。

要求在对地铁直流牵引系统当中出现的杂散电流进行防护时应当对所出现的问题进行研究，结合实际提出科学合理的解决方案。

本文通过对地铁直流牵引供电系统当中杂散电流进行了相关研究和探讨，以期为杂散电流的防护工作提供理论依据。

关键词地铁直流牵引供电系统；杂散电流；原因和危害1 地铁直流牵引供电系统中杂散电流出现的原因和危害分析1.1 杂散电流出现的原因分析杂散电流最主要是由于地铁的直流牵引供电系统的正负极对地面发生了泄漏情况，一般来说主要是由于负极电流的回流当中通过轨道发生了对地面的泄漏，而杂散电流出现的大小主要由两方面因素决定，第一是由轨道与地面的电位决定的，第二是由轨道对地面的过渡电阻决定的。

在地铁系统当中，架空地线相当于是地铁直流牵引供电系统的正极屏蔽层，而道床之下的钢筋结构整体构成了直流牵引供电系统的负极屏蔽层。

这属于直流牵引供电系统杂散电流的防护措施。

详细的结构示意图如图1所示。

牵引供电系统的正极电流由于地铁轨道区间内所贯通的地线会将所有正极的泄漏电流进行收集，并将其全部排放到接地网当中。

变电所内的直流开关进行了相关的安全绝缘安装，因此其中的正极电流在其保护之下通过保护电流元件将泄漏电流完全排放到了接地网当中。

牵引供电系统当中的负极电流，由于负极轨道的本身安装问题，其虽然有做过相应的绝缘保护，但是却会受到多方面综合因素的影响，例如潮湿、腐蚀等因素，都会造成其绝缘保护遭到破坏，导致轨道和地面之间的过渡电阻降低。

负极电流在经过地面的钢筋结构、接地网，最终会回流到变电所的负极当中，另外剩余的部分泄漏电流会通过地面直接散流到了地铁轨道系统之外，地铁直流牵引供电系统。

1.2 杂散电流出现造成的危害分析一般来说，地铁直流牵引供电系统当中出现杂散电流，其危害程度主要受到杂散电流本身的强度影响，杂散电流强度越大，造成的危害也就越大。

轨道交通牵引供变电技术总结

在主接线图上，各种设备以规定的文字符号、图形和设备之间的连线来表示，并标明各主要设备的规格、数量和型号。
对于配电装置应满足的基本要求：符合国家基本建设的有关政策法规；安全性；便于维护；节省投资；有扩充的余地。
电气接线图
第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ章高压配电设置
配电装置，就是对按照主接线的要求，把各种功能的设备连接组成电能分配功能电路的称呼。
第二章高压电器与开关设备
❖ 变电所主要设备和系统（组成、作用、功能） 1、组成
变压器导线开关设备测量和计量仪表保护装置自动装置互感器直流和交流电源系统 2、功能：电能变换和分配 3、作用：把电能转换成机械能的转换机构，保护装置自动保护电路（例如过流，过载，电弧等）。
第三章牵引供变电电气主设备原理
自己的表现
上课的话我都到了，只是有一次是老师你第一次布置课堂作业的时候没来的及写，就没交了，我表示抱歉，平时上课的时候我都认真听了啊，练习也按时写了交了，现在要期末了也开始复习了，上次出的题目蛮好的，可以多看书，不过希望老师把作业本发下来这样就更好复习和考试了。
需要重点考虑的一点就是带电设备的最小安全距离
第六章供变电系统控制、信号、检测
电路和操作电源
变电所中有一次设备，也有二次设备，二次系统与一次系统相比，具有设备量多、接线复杂的特点。对于变电所，二次设备主要包括：控制部分、信号部分、测量部分、保护部分。 ❖ 1.控制方式和二次接线 ❖ 2.高压开关的控制、信号回路 ❖ 3.中央信号系统 ❖ 4.测量系统与绝缘监测电路 ❖ 5.交直流自用电系统与操作电源
第七章牵引变电所自动化系统
变电所自动化系统是将变电所的二次设备（包括测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等）经过功能的组合和优化设计，利用计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术，实现对全所设备的自动监视、自动测量、自动控制和保护、以及和调度通信等综合性的自动化功能。 ❖ 1、变电所自动化系统构成及功能 ❖ 2、通信网络及通信协议 ❖ 3、间隔层 ❖ 4、站空层 ❖ 5、牵引变电所自动化新技术

直流牵引供电系统钢轨电位与杂散电流分析

广州市政府称 ,今年将建成广州东火车站段和广州地铁 4 号线连接大学城的路段 ; 开工建设 4 号线与 5 号线的全线工程 ,力争动手上马 6 号线、 8 号线与机场线工程。到 2010 年上述诸线竣工后 , 广州市将拥有总长达 255 km 的地铁网。此地铁系统是 2010 年亚运会前该市一项综合市容整修规划的组成部分 , 旨在缩短人们的出行时间。广州地铁公司称 ,有 18 个车站、长 36 km 的广州地铁 3 号线到 2006 年投入运营后 , 将是我国首条时速 120 km 的地铁线。在此期间 ,广州市还将修建一条连接广州火车站与该市今后的大都会中心的轻便铁路。
城市轨道交通研究
2005 年
直流牵引供电系统钢轨电位与杂散电流分析
王猛
( 铁道第四勘察设计院电化处 ,430063 ,武汉 ∥ 助理工程师)
摘要通过建立理想的单边供电模型 ,采用电流注入法 , 运用叠加原理对直流牵引供电系流的钢轨电位和杂散电流进行了理论分析 ,并通过实例进行验证。如果钢轨电阻和荷载一定 ,钢轨电位和杂散电流主要受轨道对大地的泄漏电导率的影响。泄漏电导率越小 ,钢轨电位就越高 , 杂散电流越小 ;泄漏电导率越大 ,钢轨电位就小 ,杂散电流就越大。这种分析方法同样适用于双边供电的复杂牵引供电系统。关键词钢轨电位 , 杂散电流 , 电流注入法 , 叠加原理中图分类号 U 284. 2
当 x ≥L
V ( x) = -
同理 ,可以得到 x < 0 时的钢轨电位、钢轨电流和杂散电流 :
・2 5 ・
城市轨道交通研究
I ( x) = Ie ( x ) = -
2005 年
1 - αx 1 - α( x - L) Ie + Ie 2 2

地铁直流牵引供电系统杂散电流分析

１１系统建模．
ＷａｇＣｏｇｉｎｈｎｌｎ，ＭａＣｏｕｎ，ＷａｇＺｉａｙａｎｈ，Ｐａｕｄ，ＷａｇｎＣｈｎｅｎ
Ｙｕａｙｎｇ
ＡｂｔａｔＴｈｓｐｐｒａａｙｅｈａｌｐｔｎｉｌｎｔａｕ — ｓｒｃｉａｅｎｌｓｓｔｅｒｉｏｅｔｄｓｒｙｃｒａａｒｎｅｒｅｔｎｍｔｏＤＣｒｃｉｎｐｗｅｙｔｍ．Ｔｈａｔｓｏｈｔｉｔａｔｏｒｓｓｅｏｅｆｃｈｗｓｔａｔｅｓｅｉｃｒｓｔｎｅｏｏｃｅｅｓｅｌｈｓｌｔｎｕｎｅｕｏｈｐｃｆｅｉａｃｆｃｎｒｔｔｅａｉｌｉｆｅｃｐｎｉｓｔｅｌｔｅｔｕｈｐｔｎｉｎｔａｕｒｎ，ｗｈｌｈｐｃｉｒｓ — ｈｏｃｏｅｔａａｄｓｒｙｃｒｅｔｌｉｔｅｓｅｉｃｅｉｅｆｓｔｎｅｏａｌｈａｌｒｕｄｔａｓｔｎｒｓｔｎｅｈｒｉｕ — ａｃｆｉ，ｔｅｒｉｇｏｎｒｎｉｉｅｉａｃ，ｔｅｔｎｃｒｒ — ｏｓａｒｎｎｈｉｔｎｅｂｔｅｈｒｎｓｒｒＳＩｓａｉｎａｅｅｔａｄｔｅｄｓｃｅｗｅｎｔｅｔａｆｍｅＬｔｔｓｈｖａｏｂｏｇｅｔｒｉｆｅｃｐｎｔｅ．Ａｔｌｓ．ｔｅｍｅｈｄｔｒｖｎｒａｅｎｕｎｅｕｏｈｍｌａｔｈｔｏｏｐｅｅｔｓｒｙｃｒｅｔａｄｔｅｐｉｃｌｆｂｔｅｉｔｎｎｅａｄｍｏｅｔａｕｒｎｎｈｒｉｅｏ “ ｅｔｒｍａｎｅａｃｎｒｎｐ

浅析城市轨道交通直流牵引供电系统电流分布计算

浅析城市轨道交通直流牵引供电系统电流分布计算摘要：伴随着经济的快速增长，各大城市的轨道交通建设已经步入快速发展期，中国已然发展为世界最大的城市轨道交通市场。

城市轨道交通供电系统负责供应轨道交通运营所需的电能，供电系统的安全可靠性是安全运营的保障。

本文以城市轨道交通直流牵引供电系统中的杂散电流为研究对象，分析了杂散电流的电流分布，从而为设计提供借鉴。

关键词：城市轨道交通；直流牵引；供电；电流分布Abstract：With the rapid growth of economy，major cities have entered a fast period of urban rail transit construction.China is now the largest market of urban rail transit all over the world.Power supply system in urban rail transit assumes the electricity required for metro to operate.So the security and reliability of power supply system is the guarantee of safe operation for metro.Based on the power supply network in urban rail transit，the thesis described the composition of power supply system in urban rail transit，and analyzed the function and basic requirements of each part.The article is research the stray current of DC traction power supply system for urban rail transit，aim to provide guidance for design work after the analysis of stray current.Key words：urban rail transit；DC traction；power supply；current distribution1 杂散电流分布的数值推导实际地铁工程中由于轨道线路跨越的区域大，沿线的地质条件是比较复杂多变的，因此钢轨对大地的绝缘情况也不大一样，钢轨对地的过渡电阻和大地电阻等线路参数也不相同。

讲杂散电流

杂散电流的介绍
一．杂散电流的产生
在城市轨道交通直流电气运输系统中，牵引电流利用钢轨作为反回线由于钢轨不可能完全对地绝缘，总有一部分电流流入大地而形成杂散电流。

这就是杂散电流。

供电线
列车变电站
杂散电流
排流网
杂散电流的危害
1.杂散电流对结构钢筋（排流网）产生腐蚀，从而迫害其
强度，降低其使用寿命。

更重的是他也能够影响人们的生活。

2.如果城轨隧道、道床或其他建筑物的结构钢筋及附近的金属管线（如电缆、金属管件等）长期受到杂散电流的腐蚀，就会严重损坏地铁附近的各种结构钢筋和地下金属管线。

2．使某些地铁设备无法正常工作。

杂散电流若流入电气接地装置，将引起过高的接地电位，使某些设备无法正常工作，甚至会危及人身安全。

杂散电流的大小
根据法拉利电解定律计算，每安培杂散电流流经地下钢筋类金属设施时，一年可是其腐蚀9.1kg。

北京地铁提供的数字表明，每当地铁车辆启动时，流入地下的电流将达到100A 以上。

美国新建地铁的两个变电站之间也经常有5~32V的杂散电流，由此可见杂散电流造成的危害是十分严重的！。

地铁直流牵引供电系统杂散电流分析

电力系统118丨电力系统装备 2018.5Electric System2018年第5期2018 No.5电力系统装备Electric Power System Equipment本文主要介绍了地铁牵引供电系统杂散电流之所以出现的原因，并制定出解决方案。

重点在杂散电流的防护，首先，应找到问题的根源；其次，应控制好问题。

对于地铁设计师来说，必须科学设计钢筋的截面面积，尤其是结构钢的绝缘性，同时还对防护杂散电流的方法进行了探讨。

1 控制地铁直流牵引供电系统杂散电流的重要作用现阶段，为进一步对城市建筑空间进行优化，缓解城市交通压力，不断提高人们的出行质量，有必要对城市轨道交通展开研究。

在城市交通中，地铁占据着不可或缺的重要地位，其作为轨道信息化、自动化的代表，具有多种优势，比如方便、快捷、安全等，因而深受人们的青睐。

在地铁建设的初期，工作人员必须对其直流牵引供电系统的杂散电流进行探讨，目的是为明确电流的额度以及牵引变电所的位置，当然，重点是为检验接触网的电压是否符合要求[1]。

2 地铁直流牵引供电系统出现杂散电流的原因众所周知，地铁线路的供电主要来源于牵引变电提供的电流，并借助接触网将电流传送给其他列车。

当然，只需通过轨道就可以回路牵引电流，并再次返回变电所。

在地铁供电系统中，如果其运行轨道还不能完全绝缘时，所有的直流牵引电流将无法完全传送回变电所，剩下的电流有可能会杂散流入地表，流入地表后的电流会渗入地下流回钢轨中，并再次被返回变电所[3]。

如此循环往复，就产生了杂散电流。

若是轨道的四周有金属材料，那电流还会流过金属物质，之后，地下电位就会和金属物质构成阴极地带；另外，从金属物质流回的杂散电流就会和地下电位构成阳极地带。

在阴极地带，只要杂散电流经过，地下设备就会产生高接地电位，导致部分设备无法顺利运行。

至于产生的电压，一旦电压过高，就有可能会危及乘客的生命安全。

在阳极地带，从金属材质流过的电流有可能会出现电解情况，致使材质的温度升高，进而加快金属的腐蚀速度，缩短轨道的使用寿命[4]。

城市轨道交通供电杂散电流。知识分享

杂散电流腐蚀机理<4>
▪ 杂散电流的腐蚀危险可按金属表面的泄漏电流密度（直接判据）计算，也可按周围介质的相对电位（间接判据）计算。电腐蚀危险最大，土壤活性又最高的地下设施区段腐蚀最为严重。
▪ 电腐蚀的防护标准，是金属表面上没有泄漏电流或对大地的阳极电位降低到零值，在达到一定负电位时，同时还能保证对土壤腐蚀的防护。
▪ 阳极区和阴极区的长度和宽度在电气化铁路运行中，各个极区的范
围尺寸不是固定不变的，而是根据负荷的分布位置不同而经常变化的。因此，出现一个变极区，在这个变极区内，可能有不同的符号。
在采用再生制动时，在整个区段长度内，阳极区和阴极区可能相互交替分布。
6.2 杂散电流的分析计算<1>
-
+
I
L I
6.1 杂散电流分布的一般规律
➢ 定义 ➢ 分布特点 ➢ 表示杂散电流的参数 ➢ 阴极区和阳极区
杂散电流定义
牵引电流沿接触网送给电动车辆(组)，然后经轨道(走行轨)流回牵引变电所，有少量电流不沿回流轨回到牵引变电所的负极，而流向电位低、电阻率低的位置（如流入大地），形成杂散电流，或称为迷流。
杂散电流分布的特点<1>
（1）沿轨道的电流先是多，后是少，最后是多；地中电流则先是少，后是多，最后是少。
杂散电流分布的特点<2>
（2）接近轨道的杂散电流密度大，远离轨道的杂散电流密度小
杂散电流分布的特点<3>
（3）杂散电流的分布在变电所附近发生畸变在实际应用中，变电所变压器牵引侧的接地端通常一边与岔线轨道焊接，一边又接入变电所接地网。
表示杂散电流的参数<3>
▪ 在杂散电流的理论中，除了一次参数rg和rt 外，还使用二次参数——衰减系数和特性阻抗。

城市轨道交通直流牵引供电系统杂散电流研究

城市轨道交通直流牵引供电系统杂散电流研究城市轨道交通直流牵引供电系统杂散电流研究近年来，随着城市发展和人口增长的需求，城市轨道交通日益成为一种重要的交通方式。

而轨道交通的牵引供电系统则是其核心技术之一。

然而，由于线路的复杂性和电气设备运行中的因素，城市轨道交通直流牵引供电系统中存在着许多杂散电流现象，给系统运行稳定性和安全性带来了一定的挑战。

首先，我们需要了解什么是杂散电流。

杂散电流是指在直流牵引供电系统中流动的无害电流，它通常是由于系统中存在的电气设备散流部分或者泄漏部分引起的。

这些电流可能会导致牵引系统的运行异常或者损坏其他设备，因此对杂散电流进行深入的研究和分析是非常重要的。

城市轨道交通作为一种重要的公共交通工具，运营期间需要保持高可靠性和安全性。

然而，由于线路和车辆的复杂性，以及城市环境的复杂性，轨道交通系统中的杂散电流问题较为突出。

这些杂散电流主要来源于系统中的载流导线以及地面电缆之间的漏电和谐波电流。

对杂散电流的研究旨在找出其产生原因，并采取相应的措施保证系统的正常运行。

首先，我们需要对轨道交通系统中可能产生杂散电流的因素进行详细的分析。

这些因素包括但不限于牵引变压器的设计和制造质量、接触网的接地情况、地下导体和设备的绝缘性能等。

对这些因素进行全面的检测和分析，可以帮助我们找出杂散电流产生的根本原因。

其次，为了解决杂散电流问题，我们需要对系统进行有效的监测和控制。

系统监测可以通过安装杂散电流传感器和监测设备来实现。

一旦杂散电流超出正常范围，监测设备将立即发出警报并采取相应的措施，以避免系统发生故障。

此外，对系统进行有效的控制也是解决杂散电流问题的关键。

通过合理设计和优化供电系统的结构，可以降低杂散电流的产生并提高系统的稳定性和安全性。

最后，需要注意的是，杂散电流问题不仅仅是技术问题，还涉及到管理和维护。

在城市轨道交通系统的日常运营中，需要建立完善的管理机制和维护制度，定期对供电系统进行检修和维护，及时处理可能引发杂散电流的问题。

城市轨道交通供电系统—杂散电流

① 若地下杂散电流流入
些设备
；
，将引起过高的接地电位，使某
2.杂散电流的危害
杂散电流会对城市轨道交通中的电气设备设施的正常运行造成不同程度的影响，对隧道、道床的结构钢和附近的金属管线造成危害，其流的危害
杂散电流会对城市轨道交通中的电气设备设施的正常运行造成不同程度的影响，对隧道、道床的结构钢和附近的金属管线造成危害，其表现如下：
电池Ⅰ：A钢轨（阳极区）——B道床、土壤——金属管线C（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）。当杂散电流钢轨（A）和金属管线（D）部位流出时，该部位的金属便遭到腐蚀。
5.杂散电流的防护
杂散电流的防护设计应采取“以堵为主，以排为辅，防排结合，加强监测”的原则。
目录
CONTENTS
01 杂散电流的形式
02
03 杂散电流的防护
学习目标
了解：杂散电流的形成原因；了解：杂散电流的危害及防护措施。
杂散电流
杂散电流也被称为迷流，是在城市轨道交通直流牵引供
电回流中产生的
。
1.杂散电流的产生
• 在直流牵引供电系统中的状况下，牵引电流由牵引变电所的正极出发，经由接触网、电动车组、走行轨、回流线返回牵引变电所的负极。
• 但走行轨与隧道或道床等结构钢之间的
，这样势必
造成流经接触网的牵引电流不能全部经由钢轨流回牵引变电所的负极，
有一部分牵引电流会
等结构钢上，然后经过结构钢和
牵引变电所的负极，这部分
1.杂散电流的产生
2.杂散电流的危害
杂散电流会对城市轨道交通中的电气设备设施的正常运行造成不同程度的影响，对隧道、道床的结构钢和附近的金属管线造成危害，其表现如下：

地铁直流牵引供电系统杂散电流分析

车站系统中的杂散电流问题受到了重视。现在件，当回流电路工作时，一部分电流就会被也是产生杂散电流的一个主要原因。浪费掉，因为地铁轨道还没有实现与地面
的绝对绝缘，所以直流牵引电流在回流时，不会全部回到变电所，就这样，一部分电流杂散后消失在了地表。杂散电流在金属与
地铁直流牵引供电系统杂散电流分析动力与电气工程
杨逐（深圳市地铁集团有限公司广东深圳５１８０００）摘要：我国现在城市的中地铗建设水平越来越先进，但是随着技术的进步，新的问题也会在这个时候产生，所以也就要求我们必须从最初的环节开始进行地铁建设优化。所以本文主要介绍了地铁的主要问题杂散电流的产生危害及防止措施。关键词：直流供电供电系统杂散电流防治措施中图分类号：ＴＮ９１９．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７２ —３７９１（２０１４）０４（ｂ）一０１０６ —０２．
我们国家技术部门已经对杂散电流防护的设计、施工、运营等方面已经有散电流的产生创造了条
（４）地铁的接地问题。地铁的接地问题综合接地网，现在地铁的设计主要采用的就是“ 外引接地，绝缘引入 ” 。即在车站的外围结构打接地网，与大地直接相通，这是为

城市轨道交通供电系统杂散电流计算方法

行业曲线 industry
影响力
真实度
行业关联度
龚晓辉城市轨道交通供电系统
杂散电流计算方法
城市轨道交通普遍采用直流牵引供电系统，列车走行轨作为牵引电流回流通路。由于走行轨对地无法做到完全绝缘，会有部分回流电流从走行轨泄漏至周边介质中形成杂散电流。本文针对城市轨道交通牵引供电系统杂散电流计算方法进行研究，基于供电系统的杂散电流与钢轨电位之间的关系，同时分析系统各参数之间的关联，最后推导出杂散电流的计算方法。同时，基于系统实际数据对杂散电流进行了计算和验证。
(0)
+
ufΒιβλιοθήκη (L))]}dt（11）
最终可以求得：
∫ = I Xt
1 R1
b
{(R1
a
+
R1)[ XIa
（8）
∫ I= Xt1
1 R1
b a
[ XR1Ia
−
(u
f
(x)
−
uf
(0))]dt
同理在分析域 X2 内：
（9）
∫ I Xt2 =
1 R1
b
[(L
a
−
X
)Ib R1
−
(u
f
(x)
−uf
(L))]dx
则：
（10）
∫ = I Xt
1 R1
b
{R1[ XIa
a
+
(L
−
X
)Ib ] − [2u f
(x) − (u f
◎ 31 万～ 60 万
中国科技信息 2020 年第 6 期·CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Mar.2019 DOI：10.3969/j.issn.1001- 8972.2020.06.026

城市轨道交通车辆技术《第六章城市轨道交通概论供电系统 -六杂散电流》

第一页，共七页。
杂散电流的形成与危害
1、杂散电流的形成钢轨与隧道或道床等结构钢之间的绝缘电阻不是无限大，这样势必造成流经牵引轨的牵引电流不能全部经钢轨流回牵引变电所的负极，有一局部牵引电流会泄露到隧道或道床等结构钢上，然后经过结构钢和大地流回牵引变电所的负极，这局部泄漏到隧道或道床等结构钢上的电流就是杂散电流，也称作迷流。
第七页，共七页。
1、杂散电流的防护原那么杂散电流的防护设计应采取“以堵为主，以排为辅，防堵结合，加强监测〞的原那么。采取措施，以治本为主，将城市轨道杂散电流减小至最低限度。采取措施，限制杂散电流向轨道外部扩散。对轨道附近地中的金属管件结构，应采取有效的防腐蚀措施。
第五页，共七页。
杂散电流腐蚀的防护
2、杂散电流的防护措施堵。隔离和控制所有可能的杂散电流泄露途径，减少杂散电流进入城市轨道
第二页，共七页。
第三页，共七页。
杂散电流的形成与危害
2、杂散电流的影响与危害〔1〕抬高轨电位，影响其他设备正常工作；〔2〕杂散电流过大，引起牵引所框架保护动作，全所失电，造成大面积停电
事故；〔3〕对隧道结构、建筑物、地铁附近金属管线造成电腐蚀，降低设备的使用
寿命。
第四页，共七页。
杂散电流腐蚀的防护
杂散电流的形成与危害
1、杂散电流的形成
直流牵引供电系统在理想的状况下，牵引电流由牵引变电所的正极出发，经接触网、电动列车和回流轨〔即走行轨〕返回牵引变电所的负极。
A牵引变电所 1
B牵引变电所
C牵引变电所
QS1
2
QS17 6Fra bibliotekQS1 8 3
4 5
1-牵引变电所；2-馈电线；3-接触网（轨）； 4-电动列车；5-钢轨；6回流线；7-电分段 8-隔离开关

地铁直流牵引供电系统杂散电流分析_王崇林

图2 网络单元示意图
定各个参数的取值参考范围如表 1 所示[ 1] 。
表 1 各个电气参数的取值参考范围
参数钢轨电阻 / ( / km) 结构钢电阻 / ( / km) 过渡电阻 / ( / km) 机车电流 / A 供电区间长度 / km 符号 Rr Rj Rg I L 取值范围 0. 01~ 0. 06 0. 05~ 0. 25 0. 1~ 50 800~ 3 000 1~ 3
。然而 , 虽然目
引供电系统的接触电压及杂散电流进行了分析。分析结果表明 , 结构钢电阻率对接触电压和杂散电流影响不大 , 而钢轨电阻率、过渡电阻、机车电流以及供电区间长度等参数均对接触电压和杂散电流有明显影响。地铁杂散电流防护工程中 , 关键在于前期对源头的控制 , 如加强轨道对结构钢的绝缘 , 合理设计结构钢筋的截面积等。地铁建成后 , 应重视杂散电流的监测与防护的功能。即注重维护 , 加强监测的防治原则。关键词地铁 , 杂散电流 , 接触电压 , 有限元 U 284. 25 中图分类号
53
城市轨道交通究
中供电方式仅需采用一套 200 kVA 的 U PS, 只需 40 万元 , 再加上智能设置, 成本节约也是非常明显。 3) 统一整合。实现集中供电, 提高了系统的可靠性。U PS 单机容量越大, 产品可靠性越高。从 U PS 运行调查表明 , 所选用的 U PS 单机的额定输出功率越大, 它的可靠性也越高( 平均无故障周期值越大) 。 20 kVA 在线式 UPS 的平均无故障周期约 25 万 h, 而 200 kVA 的 UP S 平均无故障周期约 45 万 h。显见 , 可靠性提高了 1. 8 倍。 4) 节约电量成本。 UP S 容量越大 , 效率越高 , 功耗越低。据统计, UPS 分散设置时, 各系统的总功耗为 11. 4 kVA; 而集中设置后 , 总功耗仅为 7. 4 kVA, 比前者节约了 36. 8% 。 5) 节约维护成本。整合后第一年平均年故障率降低 1% , 平均故障次数减少 50% , 第一年维护成本由 810 元降低到 120 元。 6) 便于安装维护管理分散设置时 , 由于各系统各自采购 , 设置有不同

浅谈地铁杂散电流的产生以及监测防治措施

浅谈地铁杂散电流的产生以及监测防治措施地铁杂散电流是指采用直流牵引供电方式的地铁列车在运行时泄露到道床及周围土壤介质的电流。

如图1所示列车所需电流由牵引变电所提供，通过接触网或接触轨向列车送电，并通过走行轨作为牵引电流回路，返回变电所；由于走行轨对地绝缘不充分，一部分牵引电流泄漏于大地，形成杂散电流；杂散电流一旦流入埋地金属管线，再从埋地金属管线流出，会在电流流出部位发生剧烈的电化学腐蚀，进而缩短埋地金属管线的使用寿命，甚至酿成危险事故。

图1 杂散电流产生原理图电池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）杂散电流腐蚀机理为当地铁杂散电流由图1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。

杂散电流腐蚀具有腐蚀激烈，腐蚀集中于局部位置，集中于防腐层的缺陷部位等特点。

杂散电流对金属结构的腐蚀量服从法拉第电解法则，腐蚀坑呈外喇叭状，创面光滑圆亮，坑内发黑，无腐蚀产物或者很少，坑直径一般为5-10mm，坑深一般在2-4mm。

1.2地铁杂散电流的现状目前国内地铁均采用直流牵引供电系统，供电电压为直流750V和直流1500V两种电压制式。

牵引变电所通过接触网或接触轨传送至牵引机车，并通过走行轨将牵引电流返回至变电所。

如上文所述，由于走行轨很难做到对地绝缘或者绝缘随时间慢慢下降，所以有一部分电流由钢轨流入大地，再由大地流回钢轨并返回至牵引变电所，此部分电流即为杂散电流。

目前国内各城市地铁开通以后，均有不同程度的杂散电流产生，并且部分城市地铁钢轨与大地之间的绝缘越差，或者随着地铁开通年限的增加，绝缘不断下降，产生的杂散电流就相应越大。

地铁附近的金属管道或构件长期处于这种环境中，受到不同程度的腐蚀。

近年来，各城市地铁开通后，产生的杂散电流对周边的金属管线均造成不同程度的干扰，杂散电流腐蚀地铁主体结构，会降低结构钢筋的强度和耐久性，缩短埋地金属管、线的使用寿命，影响地铁正常运营，危及乘客人身安全。

地铁直流牵引供电系统杂散电流分析

的杂散电流进行分析。
属物质的温度升高，金属被腐蚀的速度加快，这样寿命缩短就会出现问题。这就是直流牵引供电系统中杂散电流产生的原因。我们可以看图１，看杂散电流出现的流程。
．１
１直流牵引供电系统杂散电流的重要性分析
当今社会，为了优化设计城市建筑空间，缓解城市交通运输压力，方便人们更好的出行和环境质量的提高，城市交通轨
的腐蚀作用。腐蚀的如果单方面造成金属材质的流失尽管可惜，但是对于事故的造成却带有隐蔽性的，其腐蚀效果不容易被人们发现，但是达到腐蚀的最大程度后对人民生命安全是有严重的威胁的。比如结构钢筋被腐蚀后，混凝土的整体性被破坏了，这样不稳固强度不够便产生了安全隐患；造成石油管道和地下煤气的泄露，对城市居民的正常活动造成了不便。由此可见，分析直流牵引供电系统的分散电流是非常有必要的。
ｌＪ电力建设
地铁直流牵引供电系统杂散电流分析
刘润
（昆明市地铁运营有限公司，云南昆明６５０００ｏ）
摘
要：介绍地铁直流牵引供电体统杂散电流产生的缘由和出现
注意从根本的源头出发，控制和分析问题所在处，同时地铁设计师要能够科学合理的设计结构钢筋的截面面积，在结构钢的绝缘方面的注意要有所加强。分析了地铁直流牵引供电系统杂散电流的同时，介绍了对杂散电流的防护方法。
２直流牵引供电系统杂散电流的产生

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