《城市轨道交通杂散电流防护中的几个关注点探讨》(申通地铁-王晓保)
城市轨道交通供电系统杂散电流防护简介
城市轨道交通供电系统杂散电流防护简介摘要：城市轨道交通供电系统在城市轨道交通系统的作用举足轻重。
本文从城市轨道交通供电系统的功能、组成对城市轨道交通供电系统进行了简述。
在此基础上引出对城市轨道交通供电系统中杂散电流防护的研究，从杂散电流的形成、腐蚀原理和危害阐述了杂散电流防护的重要性，并提出杂散电流的防护原则，最后结合实际建设与运营提出杂散电流的防护措施。
关键词：城市轨道交通，供电系统，杂散电流防护一、城市轨道交通供电系统简述1、城市轨道交通供电系统组成城市轨道交通供电系统是城市电网的一个重要用户，按其功能的不同，它可划分为外部电源供电系统、主变电所或电源开闭所供电系统、牵引供电系统、动力照明供电系统、杂散电流腐蚀防护系统、电力监控系统六个部分。
其中，主变电所或电源开闭所供电系统称为高压供电系统，牵引供电系统和动力照明供电系统称为内部供电系统。
2、城市轨道交通供电系统功能城市轨道交通供电系统不但要为城市轨道交通的电动列车提供牵引供电，还要为城市轨道交通运营服务的其他设施，包括通风、空调、照明、通信、信号、给排水、防灾报警、电梯、自动扶梯等提供电能。
在城市轨道交通运营中，供电一旦中断，不仅会造成城市轨道交通运营瘫痪，而且还有可能危及旅客生命安全，造成财产损失。
因此，城市轨道交通供电系统除应具备安全、可靠、调度方便、技术先进、功能齐全、经济合理的特点外，还应具有以下功能。
全方位的供电服务功能系统故障自救功能自我保护功能防误操作功能方便灵活的调度功能完善的控制、显示和计量功能电磁兼容功能二、城市轨道交通供电系统杂散电流防护1、杂散电流的形成城市轨道交通采用直流牵引供电系统，理想状况下，牵引电流由牵引变电所的正极出发，经由接触网、电动列车、钢轨、回流线返回牵引变电所负极。
然而由于钢轨与隧道或道床等结构之间的绝缘电阻并非无穷大，将不可避免地导致部分电流不从钢轨回流，而是通过沿线的道床钢筋、隧道、高架桥或土壤回流到牵引变电所（甚至不回流而散入大地），这部分电流因大地土壤的导电性质及地下金属管道的位置不同，可以分布很广，故称之为“迷流”，亦即杂散电流。
城市轨道交通中杂散电流的危害及防护
城市轨道交通中杂散电流的危害及防护摘要：本文主要从杂散电流的施工要求、杂散电流的防护原则、杂散电流的产生机理及危害、杂散电流的防护措施设计这几方面介绍了题目，本文旨在与同行探讨学习，共同进步。
关键词：施工要求；防护原则；产生机理及危害；防护措施设计杂散电流被称为迷流，是在城市轨道交通直流牵引供电回流中产生的。
其对城市轨道交通系统内外金属设备、沿途管线会导致一定的影响及危害，特别会对道床钢筋、走行轨、各种金属管线、结构钢筋等有着极强的腐蚀作用，为此，杂散电流防护为轨道交通建设以及运营过程中一项极为主要的内容。
一、杂散电流的防护原则轨道交通直流牵引供电系统中，只要用走行兼做回流导体，杂散电流的产生是不可避免的。
为了减少杂散电流的危害，就应当设法减少杂散电流量。
这就需要采取有效的防杂散电流措施，使杂散电流量控制在允许的范围内。
杂散电流的防护工程基本上采用/以防为主，以排为辅，防排结合，加强监测的原则。
（1）以防为主控制所有可能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。
具体实施时，由于涉及到的专业多，各专业、各工种必须紧密配合，尤其在施工设计阶段更要考虑综合防治措施，尽量减少直流系统与其他建筑物的电气连接。
可采取的措施有：牵引变电所内和区间的直流供电设备在安装时与结构钢筋和结构主体绝缘安装；走行轨道在施工时，采用与轨道道床绝缘的安装方式；由外界引入轨道交通内部或由轨道交通内部引出的金属管线均应进行绝缘处理后方可引入和引出；在轨道交通线内部设立结构钢筋电气连通，把所有结构钢筋和接地点连接在一起，将泄漏的杂散电流排流回直流系统。
（2）以排为辅设置杂散电流的收集系统。
此收集系统为杂散电流从回流轨上泄漏后遇到的第一道小电阻的回流通道，可以将杂散电流尽量限制在本系统内部，防止杂散电流向本系统以外泄漏。
二、杂散电流的产生机理及危害杂散电流是一种在规定电路或意图电路之外流动的电流，主要来源于铁路运输电力牵引系统、阴极保护系统和高压输变电系统。
浅析城市轨道交通杂散电流防护
浅析城市轨道交通杂散电流防护摘要：城市轨道交通牵引供电系统在长时间运行过程中会产生杂散电流,这就需依据城市轨道交通牵引供电系统运行模式确定杂散电流防护方案,降低杂散电流的危害。
结合佛山城市轨道交通2号线杂散电流防护系统,从其形成机理出发，分析研究杂散电流防护措施。
关键词：城市轨道交通；杂散电流防护引言受到运营环境、经济、技术等各方面实际情况的制约,走行轨无法完全与道床结构绝缘,因此钢轨无可免除地会向道床、车站、桥梁结构及区间隧道泄漏电流,即形成杂散电流。
杂散电流会对土建结构钢筋、设备金属外壳及地铁其它地下金属管线产生电化学腐蚀,从而影响土建结构、设备的使用寿命,在轨道交通设计施工中需采取完善的杂散电流腐蚀防护措施[1],以保证轨道交通长期、平稳运行。
1杂散电流腐蚀防护技术方案1.1 牵引回流系统1）牵引回流系统由走行轨、负回流电缆、均流电缆、排流柜、单向导通装置等构成。
2)负回流电缆采用直流电缆与走行轨可靠连接后引至牵引变电所负极柜母排,负回流电缆的数量应根据牵引供电计算结果确定,且应保证当其中一根电缆故障时,其余电缆也能满足导电截面的要求[2]。
以佛山城市轨道交通2号线为例，各牵引变电所的负回流回路数和每回路需用截面为400mm2的直流电缆根数如下：南庄-广州南站正线付汇流回路数都为2回，每回路电缆根数为6根，其中林岳车辆段负回流回路数为7回，每回路电缆根数为5根，湖涌停车场负回流回路数为4回，每回路电缆根数为5根。
3)为平衡上、下行钢轨中的电流,降低回流回路电阻和钢轨对地电位,在车站两端、地下区间联络通道及高架区间每隔200m左右设置上、下行均流电缆。
4)由于正线信号系统采用移动闭塞方式,无轨道电路,为确保牵引回流通路的畅通,所有钢轨纵向应电气连通,如有断开(例如正线道岔等),应在断开处可靠连接两根截面为150mm2的直流电缆作为连接电缆。
5)场段内的钢轨线路根据现场实际位置安装均流电缆,均流电缆采用两根截面为150mm2的直流电缆。
2024年地铁杂散电流危害及防护（2篇）
2024年地铁杂散电流危害及防护摘要：杂散电流给地铁设备、设施的安全运行和使用寿命造成影响，甚至会威胁乘客的安全，有必要对其采取防护和治理措施，以确保地铁的安全运营。
文章对地铁杂散电流的危害及防护方面进行了分析。
在地铁系统中，牵引供电系统一般采用直流方式，会产生杂散电流。
目前，地铁的牵引供电方式一般采用直流供电方式。
在理想的状况下，牵引电流由牵引变电所的正极出发，经由接触网、电动列车和走行轨返回牵引变电所的负极。
由于走行轨与大地之间的绝缘不良或不是完全绝缘，流经走行轨的电流不能全部经由走行轨流回牵引变电所的负极，有一部分电流会泄漏进入大地，然后再流回变电所，这部分泄漏到大地中去的电流就是杂散电流，也称作迷流。
走行轨铺设在轨枕、道碴或整体道床上，由于钢轨与轨枕或整体道床之间不是完全绝缘状态，钢轨与大地间存在一定的过渡电阻，其阻值表示了轨道和大地之间的阻性耦合和电导性耦合。
有关研究表明，钢轨与大地之间的过渡电阻与通过走行轨中的电流无关，其阻值取决于轨枕和轨道紧固件的类型、轨枕下面的垫层、污染程度、气象条件。
也就是说，与走行轨流人大地的杂散电流与道床类型、轨枕和轨道紧固类型有关，并还随污染程度、气象条件的变化而变化。
一、杂散电流的危害地铁中的杂散电流是一种有害的电流，会对地铁中的电气设备、设施的正常运行造成不同程度的影响，还会对隧道、道床的结构钢和附近的金属管线造成不同程度的危害。
1．引起地铁附近建筑物结构钢筋、金属管线腐蚀地铁附近的地下金属体埋于地下，周围有电解质存在，在没有杂散电流通过时，这些金属体所承受的渗透压与溶解压通常会保持平衡状态，不会发生电化学腐蚀。
但当这些金属体中流过杂散电流时，这些金属体所承受的渗透压与溶解压的平衡状态就会被打破，就要发生电化学腐蚀。
在这些情况下，会有两种过程同时发生。
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，破坏结构钢的强度，降低其使用寿命。
地铁的杂散电流分析与防护
地铁的杂散电流分析与防护摘要：本文首先讨论了杂散电流的产生、危害及其对结构钢筋和埋地金属管线的腐蚀机理；利用MATLAB数学软件仿真分析了线路和环境参数对轨道电位\轨道电流以及杂散电流等的影响，找出了轨道电位、轨道电流以及杂散电流等的分布规律；接着对大连快轨3号线和广州地铁1号线的杂散电流实测数据进行了分析，验证了理论和仿真分析的正确性。
最后指出了减少杂散电流泄露的途径并对比分析了多种杂散电流腐蚀防治的方法，指出了它们的优缺点。
一、直流牵引供电系统组成及其杂散电流的形成1.1直流牵引供电系统组成目前地铁的牵引方式采用电力牵引，其供电系统大多采用直流供电。
图1所示为典型的地铁供电系统示意图。
其各部分名称及功能简述如下：（1）牵引变电站：供给地铁一定区段内牵引用电能的变电站；（2）馈电线：-变电所向接触网（轨）传送电能的导线；（3）接触网（轨）：通过机车的受流器向机车提供电能的导电网；（4）机车：动车或动车组；（5）钢轨：用于牵引电流的回流；（6）回流线：用以供牵引电流返回牵引变电所的导线；图11---牵引变电站；2---馈电线；3---接触网（轨）；4---机车；5---钢轨；6---回流线1.2杂散电流的定义正常情况下，电流应该按照人们的设计要求在指定的导体内流动，如果由于某种原因，一部分电流离开了指定的导体而在原来不应有电流的导体内流动，这部分电流就叫杂散电流。
1.3杂散电流的产生目前城市轨道交通一般采用直流牵引供电。
列车所需牵引电流由牵引变电站提供，通过牵引网（架空接触网或接触轨）送向列车，并通过走行轨作为牵引回流电路，返回到牵引变电站。
尽管走行轨对地绝缘，但因为存在对地过渡电阻，所以在直流牵引供电系统中，牵引电流并非全部沿走行轨流回牵引变电站，而是有一部分由走行轨杂散流入道床，并由道床流向结构钢筋、电缆外皮、水管，甚至隧道外的水管、煤气管道等金属管线，而后又经这些金属管线流回道床，再由道床流回走行轨并返回牵引变电站，从而形成了杂散电流。
城市轨道交通中杂散电流的危害及防护措施研究
１ 杂散 电流 的产生机理及危害
杂散 电流是一种在规定电路或意 图电路之外流 动
Ｊ硎 爵
走 行轨 — 一
习
—
绝 层 ｊ ＼ ＼ 缘 ＼
漏 收鬃 嘲 誓 逝 。
鼍
蠼 想大溅
譬 籀
０ ≯
———’
的电流， 主要来源于铁路运输 电力牵 引系统 、 阴极保护
岳 雷
（ 新疆铁道勘察设计 院有 限公司 ， 乌鲁木齐 ８ ０ １） ３０ １
摘 要： 针对杂散电流对城市轨道交通设施及 安全运行带来 的严重影响 ， 对地铁杂散 电流 的危 害进行 了 总结 ， 对杂散电流 的产生机理及主要因素进行剖析 ， 出相应 的防护及治理措旋 ， 提 最大 限度 的减小 杂散
系统和高压输变电系统 。
图 １杂 散 电流 的 产 生 机理
Ｆ ｇ １ Ｓｒ ｙ ｃ ｒ ｎ ｅ ｅ ａ ｉｎ ｍｅ ｈ ｎ ｓ ｉ． ｔ ｕ ｒ ｔ ｎ ｒ ｔ ｃ ａ ｉ ａ ｅ ｇ ｏ ｍ
目前 ，地铁列车牵 弓动力 系统一般采用直流供 电 Ｉ
收 稿 日期 ：０ ２ ０ — ８ ２ １— ３ ２
面对 目前城市交通拥挤 、道路 占地资源紧张等状 况， 城市轨道 交通 因受天气 因素影响小 、 全 、 安 快捷 准 时等诸多优 点 ，成为大 中城市解决交 通拥挤 问题的有
系统 ， 电电压多为Ｄ ７ ０ 或Ｄ １０ 。以电力为驱 供 Ｃ ５ Ｖ Ｃ ５０Ｖ 动 动力 ，南设置在沿线的牵 弓变 电所 经过 接触网或第 Ｉ 三轨 向列车馈送 电量。机车通过受 电弓与接触网或导 电轨连接受 电。 利用走行轨实现 回流 ， 如图１ 所示 。 直流
电流 ， 以确保城市轨道交通 的安全运营。
城市轨道交通杂散电流腐蚀及防护的研究
城市轨道交通是现代城市中不可缺少的重要交通工具，它为城市的发展和居民的生活提供了便利。
然而，城市轨道交通系统在运行过程中会产生杂散电流，这些杂散电流可能会引发腐蚀问题，对设备和线路造成损害。
研究城市轨道交通杂散电流腐蚀及防护对于确保交通系统的安全和持续运行至关重要。
让我们来了解一下城市轨道交通杂散电流的来源和特点。
城市轨道交通系统中，电力机车通过接触网向动车组供电，使列车运行。
在这个过程中，因为接触网、轨道和地下结构的存在，会形成复杂的电磁环境。
当列车行驶时，沿着铁轨产生的杂散电流会沿着轨道或者结构流转，导致电流在地下结构和设备上的分布不均匀，从而引发腐蚀问题。
针对城市轨道交通杂散电流腐蚀问题，研究人员们提出了一些防护措施。
通过对轨道和地下结构进行防护涂层的设计和施工，可以有效减少杂散电流对设备和结构的侵蚀。
可以采用各种电化学方法，如阴极保护和阳极保护，来延缓或者减少杂散电流腐蚀的发生。
还可以在结构设计和材料选择上进行改进，增强结构的抗腐蚀能力，有效应对杂散电流腐蚀问题的发生。
个人观点上，在城市轨道交通杂散电流腐蚀及防护的研究领域，我认为我们需要综合运用多学科知识，通过理论研究和工程实践相结合的方式，不断提升防护技术水平，以确保城市轨道交通系统的安全运行和可持续发展。
仅靠经验和现有技术无法满足未来城市轨道交通系统对防护技术的要求，需要在材料、化学、电力等领域加强研究，为城市轨道交通杂散电流腐蚀问题找到更加有效的解决方案。
总结来看，城市轨道交通杂散电流腐蚀及防护的研究至关重要，对城市轨道交通系统的安全运行和设备保护起着关键作用。
通过对杂散电流腐蚀问题的深入分析和综合治理，可以实现城市轨道交通系统设备的长久使用，并且为未来城市轨道交通系统的发展提供保障。
通过这篇文章的撰写，我深入地了解了城市轨道交通杂散电流腐蚀及防护的研究，对这一领域的知识有了更深刻的理解。
通过分析杂散电流腐蚀的问题和防护措施，我对城市轨道交通系统的安全运行有了更加全面和灵活的认识。
城市轨道交通杂散电流腐蚀防护方案浅谈
Science and Technology & Innovation ┃科技与创新・131・文章编号：2095－6835（2016）24－0131－01城市轨道交通杂散电流腐蚀防护方案浅谈吕稳歌（中铁一局集团电务工程有限公司，陕西 西安 710000）摘 要：城市轨道交通工程是一项非常重要的工程，而杂散电流是一种有害的电流，会对其建筑物的金属构件、设备外壳、金属管线等产生电化学腐蚀，进而影响设备的运行安全，缩短其使用寿命。
为了保证城市轨道交通建筑、设备等能够长期、安全运行，必须对轨道交通中的杂散电流采取完善、有效的防护措施。
针对杂散电流的腐蚀防护提出了一些具体措施，以期为城市轨道交通设计、施工提供参考和借鉴。
关键词：城市轨道交通；杂散电流；腐蚀防护；回流系统中图分类号：U239.5；TG172.84 文献标识码：A DOI ：10.15913/ki.kjycx.2016.24.131 城市轨道交通工程受现场条件等各方面因素的制约，将钢轨铺设于道床上，钢轨同时作为机车牵引回流。
钢轨是不可能完全绝缘于道床结构的，因此，钢轨与道床、桥梁结构之间都会产生泄漏电流，即杂散电流，又被称为“地中迷流”。
杂散电流对建筑物有很强的腐蚀作用。
杂散电流会发生电腐蚀效应，对金属的破坏相当严重，能引起水管穿孔漏水、锈蚀、电缆挂钩打火、扣件生锈断裂等，进而缩短设施的使用寿命，造成严重的经济损失。
为了保证城市轨道交通建筑、设备能够安全、长期、有效运行，必须进行杂散电流的腐蚀防护。
杂散电流腐蚀防护是个综合性工程项目，几乎涉及城市轨道交通各个专业，各专业需采取必要的防护措施。
1 杂散电流腐蚀防护技术方案 1.1 限制杂散电流产生的方法 1.1.1 降低回流系统阻抗一般情况下，城市轨道交通的列车走行钢轨采用的是长轨，钢轨尽量焊接成一体，并实现全线电气连续，以减小回流阻抗。
车辆段有可能采用短轨，如果采用短钢轨，用鱼尾板螺栓连接，则两根钢轨之间需用铜芯电缆或者轨端接续线与钢轨可靠连接，保证钢轨纵向良好的电气连接，以减小钢轨纵向电阻。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
城市轨道交通杂散电流
防护中的几个关注点探讨
上海申通地铁集团技术中心王晓保
2016.09.271
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
2
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
3
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。
4
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。
5
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。
6
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。
8
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。
9
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。
10
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
11
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
12
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
13。