01、《城市轨道交通杂散电流防护中的几个关注点探讨》

城市轨道交通杂散电流防护中的几个关注点探讨

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一、杂散电流的产生

二、杂散电流的危害

三、杂散电流腐蚀机理

四、杂散电流防护原则

五、杂散电流防护措施

六、杂散电流防护的几个重要环节

七、杂散电流防护的几个重要关注点

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一、杂散电流的产生

牵引变电所提供的电流通过沿线接触网送给电动车辆，然后经轨道(走行轨)流回牵引变电所，有少量电流不沿回流钢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。

阳极区阴极区阴极区

接触网

钢轨

道床钢筋

隧道钢筋

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一、杂散电流的产生

随着轨道交通运营时间的推移，由于受到不可避免的污染、潮湿、渗水、漏水等影响，使轨道交通车站以及区间隧道、车辆基地中的钢轨对地绝缘性能降低或先期防护措施失效，势必会增大由走行轨泄漏到土壤介质中的杂散电流。

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一、杂散电流的产生

电流由钢轨泄漏大地，与轨道的状态有关。

单位长度内钢轨的电阻系数rg

钢轨—大地间接触过渡电阻rt

rg：包括钢轨、钢轨接头及轨端连接线的电阻rt：包括轨枕、道碴层电阻，钢轨与轨枕之间

，轨枕与道床之间对电流泄漏影响的泄漏阻抗。

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二、杂散电流的危害

加速金属物体的腐蚀

使轨道交通沿线城市公用管线和结构钢筋产生“杂散电流腐蚀”。

◆建筑、桥梁结构钢筋的腐蚀;

◆煤气管道的腐蚀穿孔造成煤气泄漏;

◆隧道内水管腐蚀穿孔而被迫更换。

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轨道交通杂散电流--------金属腐蚀现象

美国轻轨结构腐蚀情况

香港地铁腐蚀情况7

三、杂散电流腐蚀机理

☐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。

☐电腐蚀的防护标准：是金属表面上泄漏电流或对大地的阳极电位降低到规定值。

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四、杂散电流防护原则

“以防为主，以排为辅，防排结合，加强监测”防:减少回流轨纵向电阻，降低钢轨电位和

提高回流轨对地过渡电阻，确保畅通的牵引回流系统，隔离和控制所有的杂散电流泄漏途径，减少杂散电流进入轨道交通系统的主体结构、设备以及沿线附近相关设施的结构钢筋。

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四、杂散电流防护原则

排: 在回流轨的整体道床中设置杂散电

流的收集系统（排流网）。

测：设计完备的杂散电流检测系统，监

视和测量杂散电流的大小，为运营维

护提供依据。

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五、杂散电流防护措施

杂散电流防护措施：

地铁系统本身采取措施

邻近地铁的地下结构采取措施

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排流网截面积选择

阳极电流(流出的杂散电流)和阳极电位变化的规律(阳极极化曲线)

0.6 1.0 2.0

0.5

1.0

0电流密度()

2dm mA 电压/V

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五、杂散电流防护措施

邻近地铁的地下结构采取措施

☐钝化防护

☐活化防护

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5.1 钝化防护

钝化防护是减少周围介质中杂散电流进入到

地下金属结构的保护方法

(1) 金属管线内外涂刷沥青等绝缘材料，既防化学腐蚀，也防电化学腐蚀。

(2) 金属管线安装于素混凝土支墩上，减少与土壤介质的接触。

(3) 在金属管线下穿地铁线路时，在金属管线与道床间敷设绝缘膜。

(4) 保证包住结构钢筋的混凝土厚度。

(5) 金属管线采用绝缘法兰或绝缘短管分段。

(6) 电缆在支架上敷设时应具有绝缘垫层。

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5.2 活化防护

活化防护是杂散电流进入到金属结构后的保护方法

(1) 排流保护

将金属结构中流动的干扰电流，人为地使之直接回到整流器，达到防止管道电腐蚀的方法。

(2) 阴极保护

在需要保护的金属结构上外接一直流电源的负极，使得金属结构对地电位降低，从而达到防电蚀的目的。

活化防护是补救措施，一般应用于已经受杂散电流腐

蚀的金属结构

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六、杂散电流防护的几个重要环节

1、设计：涉及多个专业：供电、轨道、结构、给排水;

2、施工，绝缘垫、道床排流网、防盗型排流端子、测

量端子，区间盾构连接，车站结构钢筋的焊接、单向导

通装置、排流柜的安装、钢轨连接电缆焊接、纵向电阻

及钢轨对地过度电阻的测试是否满足要求等。

3、验收：主排流网及辅助排流网等隐敝工程的电气测试

4、运营：杂散电流监测系统的启用，存在问题的整改。

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《上海城市轨道交通杂散电流腐蚀防护及监测通用技术标准》

Q/SD JS-FB-SS-1504-2015

2015年7月1日执行

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4、一般规定

4.8城市轨道交通明挖区段、矿山法区段、盾构区间等应采用连通法对隧道结构钢筋进行防护；高架桥梁区段采用隔离法对桥梁结构钢筋进行防护。

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5.2走行钢轨回流系统

5.2.4正线回流走行钢轨宜在下列地点设置满足杂散电流检测需要的可断点:

（1）正线每座车站的大里程端（距站台端部约

20m的区间方向）上、下行回流走行钢轨；

（2）当正线车站设有渡线时，可利用线路道岔处的绝缘接头作为可断点，车站的大里程端不再设置可断点；

（3）区间长度≥3km的区间中部上、下行回流走

行钢轨。19