钢轨电位过高的原因分析及解决措施(20140527113638)
牵引供电系统钢轨电位的影响因素及降低措施探讨
牵引供电系统钢轨电位的影响因素及降低措施探讨发布时间：2022-05-07T05:39:08.139Z 来源：《科学与技术》2022年第2期作者：冯运馨[导读] 近年来，随着电气化铁路的高速发展冯运馨呼和浩特供电段内蒙古呼和浩特市 010000近年来，随着电气化铁路的高速发展，高速铁路和重载铁路不断增多，在铁路上产生了许多问题。
由于气候的变化、接触网电流不断增加等原因，会使钢轨电位产生变化。
电气化铁路钢轨电位升高的问题得到广泛关注。
研究分析钢轨分布特性，可用于评价牵引供电系统对人身和设备的安全性。
本文主要研究的是不同供电方式下的钢轨电位分布特性。
随后研究了影响钢轨电位数值的相关因素。
分别分析了供电方式、钢轨对地泄漏阻抗以及钢轨自阻抗这三种因素对钢轨电位的影响。
其中包括三种供电方式对钢轨电位的影响。
分析出了相比于不带回流线的直供方式，其它两种供电方式都能有效的降低钢轨电位。
最后，本文针对这些影响钢轨电位的因素，分别提出了对应降低钢轨电位的措施。
我国铁路系统庞大，影响钢轨电位的因素比较多，通过对这些因素的分析，可提出相应的降低钢轨电位的措施。
1 不同供电方式1.1 不同供电方式对钢轨电位的影响（1）不带回流线的直接供电方式这是一种最简单的供电方式，其接触网结构比较简单，仅由接触网C和钢轨T组成，如图1-1所示。
其供电回路在通信干扰上不会采取特殊的防护措施，主要用在通信线路较少或很易将受干扰通信线迁改路径的场合。
变电所的供电范围一般在30-40千米左右。
由于钢轨和地之间不设绝缘装置，对地泄漏阻抗较小，部分电流会通过钢轨流入大地，其钢轨电位一般是在机车和变电所附近较大，远离钢轨和机车位置的电位较小。
1.2 不同供电方式下降低钢轨电位的措施一般在AT供电方式下的铁路中，会给钢轨增设CPW线（保护线用连接线）来降低钢轨电位[4]。
如图1-4，此时钢轨与CPW线并联从而降低了供电系统中回流路径的单位阻抗。
在直供方式下的铁路中，增设NF线（回流线）也会降低供电系统中回流路径的单位阻抗，在本文1.1中有过说明。
地铁牵引供电系统钢轨电位越限问题简析
地铁牵引供电系统钢轨电位越限问题简析成都地铁1号线于2010年9月开始试运营，从2011年10月开始，地铁1号线世纪城站至金融城站钢轨电位限制装置动作较频繁，且世纪城站电压型框架保护越限告警，针对该故障现象，我们展开了一系列的专项检查，并做了简要分析。
一、影响钢轨电位的因素影响钢轨电位的因素很多且较复杂，可通过钢轨电位简单数学模型来讨论分析。
假设l)走行轨的纵向电阻是均匀分布的;2)轨道对地的过渡电阻和土壤电阻也是均匀分布的；3)排流网结构电阻是均匀分布的；4)馈电线路的阻抗忽略不计。
建立轨道一排流网一大地的电阻分布网络如图所示。
根据网络分布图建立数学模型，经基尔霍夫电压、电流定律推导得出钢轨上任一点处电压方程如下，设变电所一端坐标。
，其中，为轨道对埋地金属结构的过渡电阻，；设为埋地金属结构对地的过渡电阻，；为走行轨的电阻，；为埋地金属结构电阻，；为走行轨在处的电压，V；为走行轨在处的电流，A；为轨道泄漏的杂散电流，A；为测量点距变电所的距离，km；为机车距变电所的距离，km；为列车取流电流，A。
方程中常数A、B与列车取流有关。
通过模型分析计算，我们知道钢轨对地电压与列车取流、钢轨纵向电阻、轨地过渡电阻存在理论性的变化规律。
成都地铁1号线处于运行初期，牵引网电压较高、行车间隔大，根据牵引供电模拟计算可知，正常运行方式与非正常运行方式下钢轨电位均未达到90V。
从动作情况可知，钢轨电位限制装置在2011年度中仅于10月30日后开始动作，且动作较频繁。
因此，初步判断可能存在的原因有：设备本身故障；回流网电阻突增；牵引网正极对地或负极有泄露。
针对以上情况，供电专业展开了专项检查和相应的处理。
二、检查处理措施1、检查钢轨电位限制装置及框架保护功能是否正常。
经核对保护整定值，发现框架保护及钢轨电位限制装置定值的时限配合上有一定的问题，再加电压继电器调节精度不高，实际报警延时与定值单误差较大，使得匹配问题更加突出。
地铁钢轨电位限制装置电压保护异常动作分析及解决方案
地铁钢轨电位限制装置电压保护异常动作分析及解决方案作者：刘宇来源：《中小企业管理与科技·下旬刊》2021年第07期【摘要】随着我国经济的快速发展，国家越来越重视城市轨道交通的安全运行，所以对地铁钢轨电位限制装置电压保护异常动作的分析至关重要。
为提升地铁钢轨电位限制装置的运行效率，要根据实际情况了解电压保护频繁动作对线路安全运行的影响，明确相关设计规范，了解其工作原理。
因此，论文针对地铁钢轨电位限制装置电压保护异常动作进行简要分析，并提出合理化建议。
【Abstract】With the rapid development of China's economy， the country pays more and more attention to the safe operation of urban rail transit， so it is very important to analyze the abnormal voltage protection action of over-voltage protection device for metro rail. In order to improve the operation efficiency of over-voltage protection device for metro rail， it is necessary to understand the impact of frequent voltage protection action on the safe operation of the line according to the actual situation， clarify the relevant design specifications， and understand its working principle. Therefore， this paper briefly analyzes the abnormal voltage protection action of over-voltage protection device for metro rail， and puts forward reasonable suggestions.【关键词】地铁钢轨;电位限制装置;电压保护异常动作;解决方案【Keywords】metro rail; over-voltage protection device; abnormal voltage protection action; solutions【中图分类号】U231+.8 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2021）07-0166-021 引言随着城市化进程的不断加快，城市交通愈加受到关注和重视，尤其是地铁交通。
钢轨“高点”缺陷的控制措施
钢轨通长方向上局部轨高异常偏高称为"高点"，这是钢轨生产的一种常见缺陷。
"高点"存在会严重影响高速列车的运行安全,是高速铁路用钢轨突出且难解决的质量缺陷。
分析表明：连轧机组中轧件脱离孔型时会出现快速“甩尾”现象，“甩尾”产生的摆动力使下一孔型的金属充填出现瞬间异常，该异常充填反映在轨高方向上即为“高点”。
为此，控制措施是：
1、连轧机组情况
1）优化头底延伸系数
钢轨头底延伸系数尽量一致。
采用矩形坯生产钢轨时可以将不均匀变形集中于开坯轧机，使万能连轧机组头底金属流动一致。
2）调整合理的导卫间隙
导卫控制出钢“甩尾”。
调整轧件出孔型时的侧导板，使轧件“甩尾”幅度控制在40mm左右，可以将“高点”控制在0.3mm以内。
3）增加轧制道次
增加道次保证成品轧机对钢轨进行单独轧制，该方法在国内钢轨长广泛采用，“高点”能控制在0.2mm以下。
4）控制连轧张力
连轧张力加剧了轧机“甩尾”幅度，调整连轧张力可使“高点”控制在0.3mm左右。
以上四种方法，存在不稳定、效率低、表面质量差等问题。
2、非连轧机组情况
采用成品轧机脱离连轧机组单独完成对钢轨成品的轧制是减轻甚
至消除轨高“高点”的可靠方法。
国外著名钢轨生产商法国阿央日、日本新日铁均采用万能成品轧机单独布置方式生产高品质钢轨。
这种方法可以使轨高“高点”稳定控制在0.2mm以下。
izaksjw 不锈钢电解抛光设备。
浅析城市轨道交通牵引供电系统钢轨电压升高的原因和防范措施 马永刚
浅析城市轨道交通牵引供电系统钢轨电压升高的原因和防范措施马永刚摘要：在地铁牵引供电系统中，都采用了钢轨向负极回流的供电方式。
在全国地铁行业中均出现了钢轨对地电压偏高的现象。
钢轨电压升高不仅威胁到人身安全。
同时由于地铁均采用直流供电，直流电的电解作用会对地铁结构的钢筋等金属构件产生电腐蚀，其危害非常严重。
所有如何降低钢轨对地的电压，是保证地铁长远安全运营的重要条件。
关键词：钢轨电压、负极回流、电腐蚀引言本文中我将结合自己近几年的工作经验，对地铁牵引供电系统中钢轨电压升高的原因进行了简单分析，并且个人总结出相关防范措施进行简单阐述，由于我个人才疏学浅，还希望大家多多指导：一、钢轨电压升高原因分析在地铁牵引供电系统中均采用1500V直流（北京750V）电进行供电，电源正极通过接触网将电送至列车，负极回路通过钢轨装置回到电源，负极对钢轨均采用绝缘安装。
理想状态下负极通过钢轨完全回流，钢轨对地电压应为零。
但是实际中往往因为回流电阻过大，钢轨对地绝缘下降，列车取流变化等原因都会引起钢轨电压升高。
1、负极回流系统基本由回流钢轨、回流电缆、均流电缆、钢轨接头接连电缆、道岔接连电缆等器件组成。
上述器件在连接处及连接过程中均会在回路中产生电阻，特别是钢轨为钢铁制成，本身电阻较大。
回流回路电阻增大则会造成负极回流不畅，使得钢轨上产生电位差，从而使钢轨对地电压升高。
2、钢轨对地绝缘下降钢轨对地绝缘下降将会使钢轨对放电产生杂散电流，对于这些绝缘下降的点，相当于有强制性的参考接地点存在，这样就会抬高绝缘良好钢轨处对地的电压，从而抬高了钢轨对地的电压。
3、列车取流对钢轨电压的影响列车在不同取流方式下对钢轨电位都会产生影响。
例如列车在取流时，钢轨电压向正方向变化。
相反，当列车制动时候，列车相当于一个直流电源，电流相反会流向DC1500V电源，导致钢轨电位向负方向变化。
我们曾通过示波器进行测量，得出钢轨电位装置电压随着负荷变化呈上述规律进行变化，所以当列车取流方式的改变，也会影响到钢轨对地电压的变化，但是这种引起钢轨电压变化的量很小。
广州地铁三北线钢轨对地电位过高问题的分析探讨
广州地铁三北线钢轨对地电位过高问题的分析探讨摘要：广州地铁三号线北延段（以下简称三北线）设置10座牵引变电所。
其牵引供电系统是以走行轨为回流通路的直流牵引供电系统。
三北线开通前期，部分站点轨电位较高，轨电位限制装置动作较频繁。
由于运营环境、施工及其它因素的影响，不可避免地存在负回流问题。
变电所的回流系统施工复杂，回流通路中存在许多接续头，这势必会增大回流电阻，另外钢轨电阻过大等也可能使钢轨电位升高。
本文结合三北线实际情况对钢轨电位过高问题进行分析，从而查找原因、提出建议、改善三北线负回流能力。
关键词：钢轨电位地铁供电杂散电流负回流一、三北线走行轨对地电位的分析计算首先分析论证三北线牵混所的分布设计是否合理：求解轨中电流：假设只存在一个变电所（单边供电），一辆列车运行轨道X处电压（对地电位）（V）（1-1）式中：（1-2）——轨道的单位长度阻抗,取0.015——轨道对地的单位过度阻抗=25∴（1-3）由于当轨道X处的轨中电流（1-4）设初始条件为：，，双边供电，一列车运行（1-5）（1-6）（1-7）将，绝对值合成后即为某点的轨中电流值，则地中电流（A）（1-8）已知广州地铁三北线的最长牵引区间为4.349kM运用以上公式可计算处各变电所间地中迷流数值。
计算结果如表1所示。
由以上计算可知，三北线变电所设计方案的走行轨对地电位是符合标准的。
理论上，其钢轨对地电位不高，但实际中三北线却钢轨电位过高。
因此需建立供电系统负回流电路模型，深入研究钢轨电位过高原因。
表一三北线走行轨对地电位分布图二、关于钢轨电位分布的理论分析在地铁牵引供电系统的中，以利用钢轨作为回流导体，电流从高电位流向低电位。
另外从欧姆定律可知回流网中的电流和电阻影响钢轨电位的高低。
采用最基本的轨—地电路模型，见图1。
由模型得到杂散电流解析表达式为：(2-1)钢轨对地电压：(2-2)由公式（2）转换得到的负回流轨对地电位示意图，如图2所示。
钢轨电位相关影响因素现场测试及分析
钢轨电位相关影响因素现场测试及分析金辉【摘要】国内城市轨道交通线路运营过程中,经常出现钢轨电位过高,导致钢轨电位限制装置频繁动作,甚至直流框架保护动作,大面积直流停电.钢轨电位过高会对乘客人身安全造成威胁,同时,屏蔽门跟钢轨连接,钢轨电位传导到屏蔽门,当结构钢筋和屏蔽门触碰时就会发生放电,产生火花,存在严重的安全隐患.针对钢轨电位过高的问题,对钢轨电位相关影响因素,如钢轨纵向电阻、轨缝电阻、机车牵引电流、钢轨电位变化情况进行了现场测试及分析,同时,对屏蔽门机车绝缘部分绝缘情况、及等电位连接线拆除后屏蔽门电位进行实际测试.经过分析提出钢轨电位限制措施,屏蔽门安全解决方案.【期刊名称】《价值工程》【年(卷),期】2017(000)017【总页数】6页(P81-86)【关键词】城市轨道交通;钢轨电位;现场测试;抑制措施;屏蔽门【作者】金辉【作者单位】广州地铁集团有限公司,广州510000【正文语种】中文【中图分类】U231目前国内的城市轨道交通基本均采用直流750V或1500V供电，机车由接触网（轨）获得电能，牵引电流通过轨道返回到牵引变电所整流机组负极。
由于轨道自身阻抗及杂散电流影响，轨道和地之间会产生电位差，严重时可危及人身安全。
为了限制钢轨电位，在工程设计时采用在车站设置钢轨电位限制装置（Rail Over-Voltage Protection Device，OVPD），钢轨电位限制装置一端接钢轨，另一端接地母排。
钢轨电位限制装置内设置隔离开关，在正常运行方式下是处于打开状态，当钢轨电位限制装置测量到钢轨和接地母排之间的电位差达到一段设定值时（一般I段整定值90V，II段整定值150V，III段整定值500V），钢轨电位限制装置合闸，将钢轨和地短接，延迟一段时间（时间可设定）后，装置自动打开。
钢轨电位限制装置自动测量钢轨和地母排之间的电位差，钳制钢轨电位在安全电位以下。
为了保护乘客的人身安全，在站台边沿设置了绝缘垫，绝缘垫宽度至少达到0.9m，屏蔽门安装在绝缘垫上，并将屏蔽门用电缆和钢轨连接保证二者的等电位。
地铁钢轨电位过高原因及应对措施研究
地铁钢轨电位过高原因及应对措施研究摘要：在城市轨道交通中，由于轨道自身阻抗和杂散电流的影响，钢轨电位容易出现过高的现象，严重时甚至对乘客造成安全隐患，对道路运行乃至城市的发展产生负面影响。
因此，为了合理地保障城市轨道交通的安全性和平稳性，需要采取一定的措施避免地铁钢轨电位过高造成的危害。
本文分析了地铁钢轨电位过高原因，并探讨了地铁钢轨电位过高的应对措施，以期提升地铁的安全性和使用寿命。
关键词：地铁；钢轨电位；钢轨电位限制装置在城市轨道交通中，流入钢轨的电流不能完全经过钢轨流回负极柜，其他部分会产生泄露，这部分就是杂散电流。
杂散电流不仅会引起金属结构腐蚀，造成变电器主变压器直流偏磁、影响隧道结构、车站结构等，还会使地铁钢轨和大地产生电位差，钢轨电位过高的话容易造成人身伤害。
因此，大部分城市采用钢轨电位限制装置来防止钢轨电位过高的问题出现，从而降低安全危险。
1.地铁钢轨电位过高原因分析1.1回流电阻过大直流牵引供电系统主要组成部分：牵引变电所和牵引网，牵引网包括接触网，承力索、回流线等，带回流线的直接供电方式主要组成：接触网、钢轨、回流线，如果回流回路的电阻过大，回流电流经过线路时就会产生较高的钢轨电位，且钢轨电位随着回流电阻的增加而升高。
随着地铁运营时间增加，地铁回流电缆与钢轨连接处容易出现接触不良的现象，甚至导致集中应力处损坏。
同时，地铁长期运行，回流电阻过大，容易导致杂散电流四散，从而腐蚀城市轨道交通主体结构等，造成钢轨电位进一步升高，影响地铁运行安全。
1.2回流系统绝缘性能不佳绝缘垫与站台门等设备对钢轨与大地的过渡电阻具有重要影响，其绝缘性能更是对回流系统造成直接影响。
绝缘垫一般铺在配电装置以及钢轨等处，以便带电操作开关时，增强操作人员的对地绝缘，避免或减轻发生单相短路或电气设备绝缘损坏时，接触电压与跨步电压对人体的伤害。
目前，钢轨绝缘垫和站台门等设备存在一定的缺陷，如安装环境问题、精确度、制作工艺等，导致绝缘性能不佳，从而出现地铁钢轨电位过高的现象。
城轨供电系统功率分配影响下钢轨电位异常升高研究
城轨供电系统功率分配影响下钢轨电位异常升高研究城市轨道交通直流牵引供电系统采用悬浮接地、走行轨回流方式，该供电方式下钢轨电位与杂散电流问题已成为影响当前城市轨道交通线路供电安全的重要参数[1]。
走行轨自身电阻的存在使牵引电流回流时在走行轨与地之间存在电位差，称为钢轨电位；走行轨与地之间无法做到完全绝缘(轨地过渡电阻通常要求在15 Ω·km以上)，存在部分回流电流从轨道泄漏至周边大地中，形成杂散电流[2-3]。
钢轨电位会对乘客人身安全及轨旁设备运行安全造成危害；杂散电流泄漏过程中不仅会腐蚀走行轨，还会对周边主体结构钢筋及埋地金属管线产生电化学腐蚀，影响埋地金属工程的运行安全。
当前，国内外轨道交通线路普遍存在钢轨电位异常升高与杂散电流过大问题，线路虽然设置有钢轨电位限制装置及排流装置，但仍存在较大副作用[4-5]，如何从机理侧分析钢轨电位异常升高原因从而进行抑制，是当前直流牵引供电系统安全运行的重要研究内容。
城轨供电系统动态运行过程中钢轨电位影响因素多，国内外学者已经开展了相关的研究。
提升牵引网供电电压水平以降低牵引电流、增加均流电缆以降低轨道纵向电阻、减小变电所间距等方法可降低系统钢轨电位幅值[6]。
但在多条实际轨道交通线路检测结果显示，轨道纵向电阻符合设计要求时线路仍存在钢轨电位异常升高情况，与理论计算值不符[7]。
直流牵引供电系统的接地方式会影响系统钢轨电位的分布，杂散电流排流过程使系统呈极性接地状态，会引起全线钢轨电位升高[8]。
近几年，相关学者关注到列车动态运行过程对钢轨电位分布的影响[9-11]。
列车在不同运行工况下，钢轨电位呈现不同的分布规律，同时，系统中列车之间的运行状态也会影响系统钢轨电位的分布。
上述针对列车运行状态影响下的钢轨电位分布建模分析一般基于单供电区间。
文献[1]针对排流装置及钢轨电位限制装置动作下线路多列车动态运行过程进行建模，分析钢轨电位动态分布规律，而在不考虑排流装置及钢轨电位限制装置动作时，还未建立相应的回流系统模型，同时功率分配与钢轨电位的关系应该进一步阐明。
钢轨电位及其降低措施的研究综述
钢轨电位及其降低措施的研究综述作者：张毅来源：《中国科技博览》2017年第31期[摘要]本文首先介绍了国内外对钢轨电位的研究状况和采取的对策，然后对影响钢轨电位的主要因素和各种降低措施进行了分析，最后针对我国的具体情况，给出了相关的建议。
[关键词]钢轨电位，综合接地系统，牵引回流，高速，重载中图分类号：U223 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0334-01近年来，随着我国经济的持续、高速发展，铁路交通运量严重饱和，运能与运量矛盾十分突出，己成为制约国民经济发展的瓶颈。
发展高速、重载铁路是解决客货运输供需矛盾的重要手段之一。
与普通电气化铁路相比，高速、重载铁路因牵引负荷大、列车负载率高，牵引回流大，使得钢轨电位急剧升高。
钢轨电位升高必将对沿线设备和人员生命安全造成威胁，容易引起同轨道相连的信号设备的功能不良或故障，加速钢轨与轨枕间绝缘垫板的老化，造成牵引回流异常等情况。
因此，必须采取适当的技术措施，设法降低钢轨电位，保证人身安全和设备安全。
1 国内外研究现状1.1 国外研究状况德国的高速电气化铁路牵引供电系统，利用自建的专用发电系统，采用15kv单相交流带回线的直接供电方式。
回流系统主要由钢轨、回流线、接地带、接触网支柱基础、各纵向导体的等位连接线和接地端子等构成。
接地装置一般采用尽可能小的接地电阻值，通过大面积地网和多个单独的接地极的互相连接来实现。
1.2 国内研究现状我国在降低高速、重载区段轨道电位的研究方面尚属初期，使用综合接地系统的经验尚少，目前仅在我国首条无砟轨道—遂渝线和首条300km/h动车组试验线路—京津线上使用。
其中遂渝线牵引网采用带回流线的直接供电方式，京津线采用AT供电制式，综合地线将铁路沿线的牵引供电系统、电力供电系统、信号系统、通信及其他电子信息系统的工作接地、保护接地、防雷接地与建筑物、道床、站台、桥梁、声屏障等的结构接地连成一体，构建了整个铁路的接地系统。
地铁钢轨电位异常原因分析
地铁钢轨电位异常原因分析发布时间：2021-12-17T08:51:59.058Z 来源：《当代电力文化》2021年27期作者：张金钢[导读] 在经济发展和科技创新的双重推动下城市规划建设对轨道交通提出了更为严格的要求和标准张金钢神铁二号线（天津）轨道交通运营有限公司 300300摘要：在经济发展和科技创新的双重推动下城市规划建设对轨道交通提出了更为严格的要求和标准。
为保障地铁运行安全性、维护居民生活质量有必要结合实际针对地铁钢轨电位异常的原因进行深入研究。
在当前地铁交通行业应用较为广泛的直流牵引系统，钢轨通常发挥电流负回流线的功能，对于维护地铁系统稳定具有重要的意义。
因此本文在当前技术发展的基础上围绕地铁钢轨电位异常原因展开讨论和分析，为推动交通运输行业发展提供参考。
关键词：钢轨电位;回流通路系统;原因分析引言：通常情况下直流牵引系统中电流在运动过程中会产生一定的泄露现象，一般将这部分偏离主要路径的经由大地回到牵引所的电流统称为杂散电流。
在实际应用中将地铁行经供电区时产生的对地电位差统称为钢轨电位，保障钢轨电位正常对于加强杂散电流管理控制、维护相关设施结构稳定、保障地铁运输系统安全具有重要的影响。
在当前技术发展的基础上围绕地铁钢轨电位异常的产生原因进行深入研究对于保障车辆运行稳定、维护乘客生命安全具有重要意义。
一、地铁钢轨电位异常原因分析（一）直流牵引系统针对地铁钢轨电位异常原因展开讨论和分析首先应当从目前我国轨道交通系统建设中应用的供电方式入手。
直流牵引系统的应用极大程度上为列车的安全行驶提供了动力源泉和基础保障，对于列车的正常行驶具有重要的影响和意义[1]。
同时直流牵引系统中的具体设计与钢轨电位异常的产生之间有着紧密的联系，为加强对杂散电流的管理和控制力度设置钢轨回流回路以及相应的接地装置。
除此之外三相交流供电网、专用设备以及牵引供电系统均起到维护供电稳定性的作用，在保障人身安全方面具有重要意义。
轨道交通变电所钢轨电位过高的成因及预防和解决措施
电力系统32丨电力系统装备 2019.10Electric System2019年第10期2019 No.10电力系统装备Electric Power System Equipment1 钢轨电位过高成因的分析1.1 钢轨电位分布及影响因素分析在一般工作情况下，轨道交通牵引系统电流通路工作流程结构主要是从变电所中把电送到直流正母线中，再通过直流正母线传输到牵引网，然后再到列车上，通过列车到走行轨道，再到负母线上，最后又回到变电所中。
在这样的工作运行情况下，会使过程中少量的外漏电流经大地回路流入到直流电源负极中。
再加上钢轨想要做到完全性的绝缘是不可能的，这也从一定程度上导致其泄漏电流量较多，从而产生杂散电流现象；又通过对电化学理论的研究可知，当杂散电流流经金属结构区域时，会对其产生腐蚀作用，而在这种长时间的腐蚀情况下，会对地铁环境设施造成不可弥补的影响。
如果钢轨有电流经过，则其中的电流会或多或少地流入到大地，这种电流泄露是无法避免的；由于大地和钢轨之间的过渡电阻效应，促使其间电位差的产生。
因为过渡电阻的影响因素有很多，包括：轨道类型、天气条件、金属构造、土壤电阻率及导电性等，所以在实际工作中，想要准确地把握各变电站间各钢轨电位的数值是较困难的；对此，需要针对钢轨电位的分布进行定性的分析。
1.2 回流参数和机车取流对钢轨电位的影响经过一系列的分析后发现，当处于单机车运行情况时，单、双边供电方式下，其与杂散电流的变化情况基本处于同步状态[1]。
不过对于单边供电来讲，双边供电时杂散电流偏低。
这也是为什么双边供电的模式能够在实际情况中得到更加广泛的运用。
当机车取流变大时，电位与杂散电流也会发生变化，两者都会随取流增大而增大，并且机车取流对于这两者的影响都较大。
所以由功率计算公式得到，机车功率恒定时，可以通过增大电压的方式来降低电流，从而达到减小电位和杂散电流的目的。
1.3 其他影响因素在日常工作中，钢轨电位过高的原因还包括：（1）负回流回路电阻大。
钢轨电位异常升高的原因及解决措施
关键 词 ：钢轨 ；回流 通路 ；钢轨 电位
李永东 流 牵 引 系
列 车 的正常 运行 。
１ 钢 轨 电位 异 常升 高 的 原 因 分析
统 中 ，钢 轨 起 到 列 车 电流 负 回 流 线
轨为 回流通路 。由于直流牵 引系统
目前 ，很 多 地 铁 存 在 钢 轨 电位 异 常 产 生 的 杂 散 电流 对 钢 筋 结 构 以及 沿
升 高 的 问题 ，钢 轨 电位 过 高 会 导 致 线金 属 管 道 的 电腐 蚀 比较 严 重 ，所
线路 的钢 轨 电位 限制装 置 （ Ｏ Ｖ Ｐ Ｄ）
． １ 直 流 牵 引 系统 的 作 用 。 由于 钢 轨 采 用 浮 地 方 式 安 １
装 ，且 钢 轨 自身 存 在 阻 抗 ，所 以 ，
我 国城 市 轨 道 交 通 直 流 牵 引供
在 一 个 供 电 区 间 有 列 车 通 过 时 ，会 电系统一般采用Ｄ Ｃ ７ ５ ０ Ｖ第三轨或者 在 该 区 间 的 回 流 轨 上 产 生 一 个 对 地 Ｄ Ｃ１ ５ ０ ０ Ｖ架 空接 触 网供 电 ， 以走行 的 电位 差 ，一 般 称 之 为 钢 轨 电 位 。
Ａ
Ｅ
．
Ｂ
Ｄ
（ 阳极 区）
Ｃ
（ 阴极区 ）
Ｏ
（ 阳极 区 ）
图１ 直流 牵引系统 电流通路
李永东：厦 门轨 道交通集团有限公 司，工程师 ，福建厦 门 ５ ６ １ ０ ０ ７
坝 代 堪 市 轨 值 交 懂 ３ ／ ２ ０ １ ３ Ｍ Ｏ Ｄ Ｅ Ｒ Ｎ Ｕ Ｒ Ｂ Ａ Ｎ Ｔ Ｒ Ａ Ｎ Ｓ Ｉ Ｔ ０
城市轨道交通直流牵引供电系统钢轨电位升高原因及控制措施
城市轨道交通直流牵引供电系统钢轨电位升高原因及控制措施摘要：现如今，城市快速发展人口不断增多，这对城市轨道交通的要求也越来越多。
就轨道交通交流牵引供电系统而言，如何更高效的满足城市交通需求成为重要问题。
通过提升交流牵引供电系统在城市轨道交通中运用的效率，来实现整体运作质量的提升。
关键词：城市轨道交通；直流牵引供电系统；钢轨电位升高原因；控制措施引言直流牵引供电系统的控制功能是地铁供电系统控制保护系统的基本功能，本文介绍了地铁直流牵引供电系统中典型的几种控制策略，详细分析了合分闸控制、线路测试、自动重合闸、双边联跳、越区供电、系统闭锁与报警的基本原理和控制方法，为城市轨道交通直流牵引供电部分的设计思想、整体控制框架的构建，具有一定指导意义。
1城市轨道交通牵引供电系统城市轨道交通牵引供电系统如图1所示，牵引供电系统包括牵引变电所与牵引网两个部分，通常采用的是直流和交流两种形式，面对需求量越来越大的城市轨道交通，需要采用更高效的牵引供电系统来提升整体运作效率。
相较而言，直流牵引供电系统较为繁杂，且维护成本较高，因此逐渐趋向于使用交流牵引线供电系统。
1.1直流交通牵引供电系统运用中的问题在城市轨道交通牵引供电系统中，部分城市采用的是直流电。
这一形式需要搭建直流牵引供电网，将城市变电站、接触网和牵引网等联系起来，如图2所示。
如果采用这一形式的供电系统，一旦部分供电电路出现问题，就需要立刻更换供电线路以保障城市轨道交通的正常运作。
另一方面，在构建整体直流牵引供电系统时，需要采用相对杂散的电流保护措施来确保电能的均匀分布，进而维护整体供电体系的稳定。
面对日趋繁重的城市轨道交通压力，直流牵引供电系统以难以满足人们的出行需求，再加上这一系统技术需要采用繁琐的维护措施，耗费较多成本。
因此越来越多城市在轨道交通供电系统方面趋向于交流牵引供电系统，提升维护效率，进而整体提高供电的稳定性和安全性。
1.2交流牵引供电系统在城市轨道交通中的应用在城市轨道交通交通中采用交流牵引供电系统，通过单向链接来实现电网和变压器之间的协调运作。
城市轨道交通直流牵引供电系统钢轨电位升高原因及控制措施
城市轨道交通直流牵引供电系统钢轨电位升高原因及控制措施段立新【摘要】介绍了直流牵引供电系统的构成及回流系统主要设备运行特点.分析了回流系统运行中的钢轨电位超标、钢轨电位限制装置频繁动作,以及闭锁和排流柜元件故障等问题发生的原因.提出了降低钢轨电位、防止钢轨电位限制装置频繁动作及闭锁现象,以及避免同时投入钢轨电位限制装置及排流柜等控制措施.【期刊名称】《城市轨道交通研究》【年(卷),期】2019(022)006【总页数】4页(P152-155)【关键词】钢轨电位超标;钢轨电位限制装置;排流柜【作者】段立新【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司,710043,西安【正文语种】中文【中图分类】U224.2+6采用直流牵引供电系统的城市轨道交通，运营中会出现钢轨电位超标的情况。
对此，出于运营安全考虑，常采用将钢轨电位限制装置（OVPD）接地的措施来降低钢轨电位，有时甚至会出现多处OVPD接地的情况。
这样做虽能降低钢轨电位，但也会导致杂散电流过大的现象产生。
投入排流柜虽能减少杂散电流危害，但又会引起钢轨电位升高。
当OVPD与排流柜同时投入时，会导致设备发热而烧损元器件。
本文通过对城市轨道交通直流牵引供电系统运营中出现的钢轨电位超标、OVPD及排流柜故障等问题的深入分析，提出了相应的解决措施和相关建议。
1 直流牵引供电系统的构成及回流系统主要设备运行特点1.1 直流牵引供电系统的构成城市轨道交通直流牵引供电系统由牵引系统及回流系统构成，如图1所示。
图1 城市轨道交通直流牵引供电系统构成示意图与交流牵引供电系统相比，直流牵引系统电压低，同等荷载情况下直流牵引电流数倍于交流系统；列车取流均来自接触网，走行钢轨作为回流轨使用，回流电流也数倍于交流系统；无论是轨回流还是入地的少量电流最终都汇聚至牵引变电所负极侧。
直流牵引供电系统其回流系统的电流非常大，钢轨又存在内阻，因此承担回流的钢轨其电位本身就比较高；再加之行车密度高，列车起动频繁，因此会导致钢轨电位的进一步升高。
钢轨电位异常升高的原因及解决措施
钢轨电位异常升高的原因及解决措施
李永东
【期刊名称】《现代城市轨道交通》
【年(卷),期】2013(000)003
【摘要】地铁钢轨电位的异常是影响列车安全稳定运行的重要因素。
对轨道的回
流系统、钢轨电位的产生进行了简单的介绍，并且定性地分析了钢轨电位分布，分析了可能导致钢轨电位异常升高的原因，最后针对这些原因提出了相应的解决方案。
【总页数】3页(P97-99)
【作者】李永东
【作者单位】厦门轨道交通集团有限公司，工程师，福建厦门 361007
【正文语种】中文
【相关文献】
1.广佛线西朗站轨电位异常升高的原因分析及解决措施 [J], 占志伟
2.城市轨道交通直流牵引供电系统钢轨电位升高原因及控制措施 [J], 段立新
3.南宁地铁2号线钢轨电位异常升高原因分析 [J], 黄焕隆
4.城轨供电系统功率分配影响下钢轨电位异常升高研究 [J], 杜贵府; 田静; 王玉琦; 林彦凯; 樊明迪
5.广佛线西朗站轨电位异常升高的原因分析及解决措施 [J], 占志伟
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广佛线西朗站轨电位异常升高的原因分析及解决措施
.设A置l了l钢R轨i电g位ht限s制装Re置s。e广rv佛e线d西.朗站轨电位装置动作原
理为：当轨电位电压大于90 V时，可依次短路3次后永久短路； 大于等于150 V时，永久短路；大于等于600 V时，首先晶闸管 开通，然后接触器闭合，接触器闭合后晶闸管关断。
钢轨与地之间的过渡电阻与钢轨、屏蔽门等设备的安装 密切相关。 目前广州地铁钢轨、屏蔽门等设备由于设计、施工 工艺及现场环境等因素影响与大地之间绝缘不良或不完全绝 缘，是造成轨电位高及屏蔽门出现打火现象的潜在因素之一。 为防止出现跨步电压，屏蔽门与走行轨等电位连接，屏蔽门对 地绝缘不理想，走行轨对地绝缘不足，相当于存在参考接地 点，如此便会导致绝缘良好的钢轨电位提高，从而引起钢轨电 位限制装置电压升高或误动作。 2.2 钢轨电位限制装置本身存在缺陷
列车运行时，变电所整流出来的直流电输送到接触网，然 后给机车供电，最后通过回流系统流入到变电所的负极，回流 系统一个主要的回流通道就是轨道，牵引电流与轨道上的回 流电流密切相关，也就是与轨电位密切相关。 当机车启动时电 流会增大，特别是在高峰期，列车的班次较密集，负荷量较大， 所需的列车牵引电流升高时就会导致走行轨回流电流升高， 从而引起轨电位升高。 2.1.3 负回流系统绝缘薄弱
关键词：轨电位；杂散电流；回路电阻
0 引言
为减少杂散电流进入地铁车站、隧道结构及与其相关的 设备设施，直流牵引供电系统设备不直接接地，而是采用绝缘 安装，走行轨通过安装绝缘垫保持对地绝缘，以减少杂散电流 对结构钢筋、走行轨、金属设备管线等设备的腐蚀。 而流入走 行轨的电流不能全部经由走行轨流回到牵引变电所的负极， 有一部分电流会泄漏到大地，然后再流回牵引变电所，这些泄 漏到大地中的电流就称为杂散电流。
地铁钢轨电位偏高分析
地铁钢轨电位偏高分析摘要：首先对地铁钢轨电位的产生、危害及钢轨电位限制装置原理进行阐述，随后分析了地铁钢轨电位偏高的原因，最后从加强钢轨电位运行管理方面进行研究，对今后地铁钢轨电位安全运行管理工作有良好的借鉴意义。
关键词：牵引供电；钢轨电位；钢轨；负回流1 钢轨电位的产生及危害在地铁直流牵引供电系统中，无论是采用架空式接触网还是接触轨式供电，都是利用钢轨作为牵引回流的装置，牵引电流通过钢轨回流到电源的负极，因此，钢轨是牵引供电系统中的重要组成部分。
牵引电流从变电所正极出发，经接触网或接触轨、列车、钢轨回流到变电所负极。
由于钢轨自身电阻的存在，列车牵引取流时钢轨中有电流通过，就会在钢轨和大地间产生纵向电压，称之为钢轨电位。
钢轨电位主要有以下几方面的危害。
（1）钢轨对地绝缘安装，被用作直流牵引电流的负极回流通路，因此钢轨对地有时存在高电位，当钢轨电位过高，产生超出安全许可的接触电压时，危及人身安全。
（2）列车运行时产生的振动使道岔转辙机固定角钢与钢轨相连处的钢垫板产生位移并接触，造成角钢与钢轨的绝缘失效，牵引负回流经钢轨→角钢→转辙机外壳→接地，引起放电打火花等。
屏蔽门与钢轨负回流等电位连接，当钢轨电位升高，屏蔽门对金属装饰材料或建筑金属放电打火花现象，一般发生在屏蔽门与金属装饰材料或建筑金属部分的最小间隙处。
（3）钢轨电位大于90V及以上时，变电所的钢轨电位限制装置按照整定值的要求有效的对地短接，将钢轨电压进行抑制，确保人身和设备的安全。
若钢轨电位限制装置拒动或不能可靠的工作时，此时当钢轨电位上升到150V延时0.6s后，电压型框架保护动作，该变电所的直流牵引设备全部跳闸退出运行，影响地铁安全运营。
（4）正常情况下牵引电流通路为：变电所→直流正母线→接触网（轨）→列车→走行轨→负母线→变电所，还有少许泄漏电流通过大地回路回流到直流电源负极。
由于钢轨很难做到完全对地绝缘，所以泄漏电流并不是少量的，这样就形成了杂散电流。
导致轨压过高故障常见原因
导致轨压过高故障常见原因轨压过高故障是指轨道电力系统中的轨道电压超过额定电压，导致电气设备运行不正常或损坏的现象。
轨压过高故障的常见原因有以下几个方面：1. 运行电压调整不当：轨道电力系统的运行电压应根据线路及其负载情况进行合理调整，一旦调整不当就会出现轨压过高的问题。
比如，在特定情况下，由于负载的突然增加或减少，电力系统的电流迅速变化，如果调节电源的控制动作不及时或者调节过程中，没有及时监测和控制轨道电压，就容易导致轨压过高。
2. 轨道电源设备故障：轨铺电源设备是提供电源给轨道线路的重要装置，如果设备本身存在故障，例如电源变压器绝缘失效、继电器故障、整流单元故障等，就会导致输出电压变动不稳定，进而引起轨压过高故障。
3. 大范围短路故障：大范围的轨道短路故障可导致轨道电压急剧下降，而电源系统在短时间内难以迅速补偿，从而会出现短时间内轨道电压过高的情况。
4. 外部干扰：外部环境的变化和干扰也可能导致轨压过高故障。
例如，雷击、大范围闪击、鸟类损害、冰雪覆盖等都会对轨道电力系统造成严重的外部干扰，导致轨道电压急剧变动，从而引发轨压过高故障。
5. 轨道线路电抗改变：轨道电力系统由轨道电压源和轨道电流负载组成，负载变化会引起轨道电压变化。
例如，轨道线路的电抗变化（如线路长度变化、分段区域电抗变化等），新增负载、移位负载等都会引起轨道电压变动，如果这种变动突然且剧烈，没有及时调整电源输出电压，就会导致轨压过高。
综上所述，导致轨压过高故障的原因可以归纳为运行电压调整不当、轨道电源设备故障、大范围短路故障、外部干扰和轨道线路电抗改变等多方面。
为了避免轨压过高故障的发生，需要加强对轨道电力系统的监测和维护，及时调整电源输出电压，保证系统稳定运行，并在系统设计和施工中充分考虑各种可能发生的故障和干扰，采取相应的防护措施。
同时，通过日常维修和系统更新换代，提高轨道电力系统的可靠性和稳定性，减少轨压过高故障的发生。