城市轨道交通钢轨对地过渡电阻的检测分析
城市轨道交通轨地过渡电阻变化影响分析
轨获取直流电， 牵引电流经轨道最终流回牵引所负极母排。 直流牵引供电系统能够为列车和其他设备提供电能 ，是整
个 轨道 交 通 的核 心 部分 ，它主 要 由牵 引 所 、接触 轨 、回流 系统构 成。牵引所将电网高压线路输送的电进行 降压 ，然
流是 （ 曲 ，Ａ； 为列车与牵引所之间的距离 ，ｋ ｍ；， 为 列车牵引电流 ， Ａ。因大地 面积是无穷大的 ，当电流经走 行轨泄漏到大地时 ，将土壤对电流的纵向电阻当作零值来 处理 。根据基尔霍夫电压定律，由图 １（ｂ） 可知 ：
图 ２ 轨 地过 渡 电阻不 同时轨道 电压 Ｕ （ Ｘ ） 的分 布 曲线
则：
赢ｌ
一
（ ９ ）
１ ４ ９ ９
１ ４ ９８
／
／
’
将边界条件 Ｘ＝ ０ ，， （ ） ＝Ｊ，ｘ＝Ｌ，， （ ） ＝， 解方程 组可计算出：
１ ４ ９ ７
爝
脚 １ ４ ９ ６ Ｊ
工程技术推 广
ｄ ２ Ｕ （ ｘ ）
一
ｔ Ｌ ｚ
・
） ＝。
（ ５）
１ １ ２６ １１ ２５
＝
：
１ １ ２ ４
／
出１￣Ｕ（ ｘ ）
＝
。
（ ６）
捌 １ １ ２ ２
；
ｌ
藕 １ １ ２ １ ／
１ １ ２ Ｉ
１ １ １ ９
其通解为 ：
（ ） ＝ Ａ ｃ ｈ ｍ ｘ ＋ Ｂ ｓ ｈ ｍ ｘ （ ７） 假设 Ａ、 Ｂ为待定常数 ， 将式上式两边对Ｘ 求导 ， 可得：
ｄ Ｕ（ ｘ ）
出 ＝ ｍ （ Ａ ｃ ｈ ｍ ｘ ＋ Ｂ ｓ ｈ ｍ ｘ ）
地铁牵引供电系统钢轨过渡电阻测量方案
地铁牵引供电系统钢轨过渡电阻测量方案摘要：地铁回流轨道要求与道床间绝缘，存在的绝缘电阻叫做过渡电阻，过渡电阻是影响杂散电流重要因素。
CJJ49-92中第4.2.1条规定：兼用作回流的地铁走行轨与隧洞主体结构（或大地）之间的过渡电阻值（按闭塞区间分段进行测量并换算为1km长度的电阻值），对于新建线路不应小于15Ω/km，对于运行线路不应小于3Ω/km。
关键词：过渡电阻、杂散电流、绝缘、走行轨一.测试目的过渡电阻是影响杂散电流的重要参数，一般认为，在过渡电阻>15Ω/km时，杂散电流分布曲线几乎没什么变化；在过渡电阻>3Ω/km时，杂散电流分布曲线近似于直线，增幅较小；当过渡电阻<3Ω/km时，杂散电流分布曲线变化剧烈；当过渡电阻<0.5Ω/km后，杂散电流漏泄严重，必须采取有效措施进行处理。
二.计划施工区域本次施工区域是根据变电所位置、上下行走行轨之间均流线、回流电缆、道岔、绝缘节的位置、隧洞内环境条件、轨电位动作总次数综合参考后确定。
测试过程中，当直流电源装置正极接走行轨，负极接隧道内电缆桥架时，杂散电流路径：走行轨→排流网→结构钢筋→大地→变电所接地网→隧道内电缆桥架，所测出的过渡电阻值偏大，因此，本次主要测试走行轨与排流网之间的过渡电阻。
三．测试原理其中：表示轨道与隧道之间单位长度的导电率，；表示流入的电流，A；分别流进A和B端的电流，A；表示测量部分的长度，km；表示进入轨道时轨道与隧道间的电压，V；表示A端和B端轨道与隧道间的电压，V。
四. 接线图五. 测试步骤（1）检查区间内的电气连接并记录；（2）按正极性接线图在现场进行接线；（3）测试电压表自然电位并记录；（4）合上QF1开关，通过调节变阻器电阻值大小，调节输出电流，待数据记录卡数值稳定后记录测试数据；（5）断开QF1开关和上QF2开关，更换电源极性后重复进行测试。
过渡电阻区间测试原理图六. 注意事项（1）测试过程注意安全，连接点采取措施确保不会脱落；（2）以测试轨道端接电源正极为测试正极性，接电源负极为负极性；（3）每次重复测试前都必须进行自然电位测量并记录；（4）测试过程中随时沟通，记录结果应注意同时性；（5）测试过程中发生的现象记录在备注栏。
地铁走行轨纵向电阻及对地过渡电阻测量技术研究
可实现度
可替代度
link
appraisement
中铁电气化局集团西安电气化工程有限公司
行业曲线 industry
影响力
真实度
行业关联度
段盼盼 地铁走行轨纵向电阻及对
地过渡电阻测量技术研究
当前，地铁直流牵引供电安全问题已逐渐受到重视，钢轨电位与杂 散电流问题已成为影响线路运行安全的重要参数。走行轨作为牵引电流 的回流通路，其纵向电阻及对地过渡电阻的大小直接决定系统钢轨电位 及杂散电流的幅值。为此，在施工及运营过程中应对直流牵引供电系统 走行轨纵向电阻及过渡电阻开展定期检测，以保证其符合相应的标准规 范，有效控制系统钢轨电位及杂散电流的幅值。本文对地铁走行轨纵向 电阻及对地过渡电阻测量技术进行研究，总结综述两类参数的测试方法， 对比不同测试方法的优缺点，以对实际线路参数检测提供基础方法支撑。
图 1 单根走行轨条纵向电阻测试方法示意图
-68-
CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2020·中国科技信息 2020 年第 2 期
31 万～ 60 万◎
图 2 走行轨焊接后纵向电阻测试方法示意图
图 3 走行轨对地过渡电阻测量方法
在轨条出厂或现场未焊接阶段，各轨条之间相互独立， 未焊接为长轨，在进行走行轨纵向电阻测量时可利用伏安法 进行检测，检测过程中应施加幅值较大的直流电流，其检测 原理图如图 1 所示。
本文针对走行轨纵向电阻及对地过渡电阻测量技术进行 分析和总结，对比不同检测方法的优缺点和适用场景，为上 述参数的现场测量提供技术支撑。
走行轨纵向电阻测量方法
走行轨纵向电阻直接影响牵引电流回流的通畅性，若纵 向电阻过高，回流不通畅，会导致系统钢轨电位升高，杂散 电流泄漏量增加，影响系统的运行安全。同时，走行轨纵向 电阻的测试也是过渡电阻测试的基础。为此，相关标准规定 了走行轨纵向电阻的限值要求。CJJ49《地铁杂散电流防 护技术标准》中规定，走行轨应焊接成长轨，上下行走行轨 并联后其单位长度纵向电阻的阻值应小于 0.01Ω/km。IEC 62128 － 2：2013 及 GBT 28026.2 － 2018 中 也 对 走 行 轨纵向电阻的限值提出要求。针对走行轨纵向电阻的测量方 法，根据其所处时间节点不同其测量方法也有所区别。
城市轨道交通过渡电阻测试方法综述
中 国 科 技 信 息 ２ ０ １ ３ 征 晕 ２ ３ 期’ Ｃ Ｈ Ｉ Ｎ Ａ Ｓ Ｏ ｌ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ Ａ Ｎ Ｄ Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ Ｏ Ｇ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ Ｏ Ｒ Ｍ Ａ Ｔ Ｉ Ｏ Ｎ Ｄ ｅ ｃ ． ２ ０ １ ３
进 行计 算 主要 目的是 消 除 自然情 况下 测试 位 置的 轨道 与隧
测 试 时 开关 闭合 前后 轨 道 与 隧道 间的 电 压 ，Ｖ，△ 利 用
（ ａ ） 过 渡 电阻测 试接 线 图
行 ，并且 机车 的 牵 引电流 完全 由机 车 附近 的牵 引变 电所提 供 。被测 区域轨 地 电压和轨 道 电流为 ：
ｓ ｈａ （ ｘ
－
Ｊ 上
Ｌ
：④
１ ＾
Ｕ Ｈ
ｌ ｂ
）
一
（ ６ ）
： — （ ） ＝ — 产 ｃ ｈ …一 ㈨
道 之 间的 电压 。
由于 轨 道 中流 经 的 电 流 ， Ｒ 和
无 法 直 接 测量 ，在
已知 被 测 位 置轨 条 纵 向 电阻 的 情 况 下 ，可测 量 一 定 长 度 轨 条 上 的压 降来 反 映该 位 置钢 轨 中流 过 的 电流大 小 。Ｉ Ｅ Ｃ ６ ２ １ ２ ８ ２ 附 录 中 同 时规 定 了轨 条直 流 纵 向 电 阻 的测 试 方 法 ，原 理如 图２ （ ｂ ） 所示 。轨 道 电阻计算 公式 为 ：
离 线测 试过 渡 电阻 需要 的人 力 大 ，并且 不 能反 映 系统
Байду номын сангаас
１ Ｒ Ｉ
．
。
’
１ ０ｍ
１ ｎ ｍ
运行 时真 实情 况 。 因此有 必要 对过 渡 电 阻进行 在线 测试 方
轨道接地电阻检测规范
轨道接地电阻检测规范1. 引言轨道接地电阻是轨道供电系统中一项非常重要的参数，它直接关系到轨道系统的安全性和稳定性。
轨道接地电阻检测是通过测量轨道接地电阻值来判断轨道供电系统的运行状况，保证系统的正常运行。
本规范旨在规定轨道接地电阻检测的具体要求和步骤，以确保检测结果的准确性和可靠性。
2. 适用范围本规范适用于城市轨道交通、铁路和有轨电车等轨道供电系统的接地电阻的检测。
3. 检测设备和工具•数字接地电阻测试仪：用于测量轨道的接地电阻值，并进行数据分析和存储。
•电源线：用于提供测试仪的电源。
•测试线缆：用于连接测试仪和轨道。
•计算机：用于数据处理和报告生成。
4. 检测步骤4.1 准备工作•确认轨道供电系统已切断电源，并进行有效的安全措施。
•对测试仪进行校准和功能检查，确保其正常工作。
•准备好测试线缆，并进行检查，确保其无损坏。
4.2 连接测试线缆•将测试线缆的一端连接到测试仪的接地电阻测试接口。
•将测试线缆的另一端分别连接到轨道两个测试点上，在连接过程中要注意保证连接良好且稳定。
4.3 进行测量•打开测试仪，并按照其操作说明设置相应的测试参数。
•确保测试仪与计算机的连接正常，并启动数据采集软件。
•开始进行测量，测试仪将自动记录接地电阻值，并实时显示在测试仪的屏幕上。
4.4 数据处理与分析•将测试仪采集到的数据导出至计算机，并进行数据处理和分析。
•使用适当的软件或工具，对数据进行统计和绘图，以便更好地理解接地电阻的分布状况。
•分析结果，查找异常数据，并进行处理或重新测量。
4.5 结果记录与报告•将测量结果记录到相应的检测报告中，包括测试日期、测试位置、测试人员等相关信息。
•组织并整理测量数据、分析数据和图表，并将其添加到检测报告中。
•撰写检测报告，包括测量结果的解释和分析，以及异常情况的说明和处理方法。
5. 安全注意事项•在进行轨道接地电阻检测时，必须确保轨道供电系统已切断电源，以避免电击风险。
•进行接地电阻检测时，要注意测试线缆的连接是否稳定和良好，避免因连接不良导致数据不准确。
浅谈地铁工程轨地过渡电阻测量及分析
浅谈地铁工程轨地过渡电阻测量及分析摘要：地铁运行基本采用走形轨回流的直流牵引供电方式，不可避免的产生杂散电流。
杂散电流对土建结构钢筋、埋地通信信号电缆外皮、地下金属管线及沿线安装的通信信号设备外壳产生电化学腐蚀。
轨地过渡电阻是影响杂散电流泄露程度的关键参数，对其进行测量及结果分析对于杂散电流防护工作具有重要指导意义。
关键词：轨地过渡电阻；杂散电流；地铁Abstract: the basic operation by ZouXing rail backflow of dc traction power supply mode, inevitably produce stray current. Stray current for civil structure steel reinforcement, buried communication signal cable skin, underground metal pipeline route and installation of the communication signal equipment shell create electrochemical corrosion. Rail transition resistance is the effect to stray current leak degree of key parameters, and carry on the measurement and analysis for the stray current protection is of important significance.Keywords: rail to transition resistance; Stray current; subway1、前言由于地铁运行基本上采用走形轨回流的直流牵引供电方式，不可避免的产生杂散电流。
浅谈地铁钢轨过渡电阻的测试
TECHNOLOGY AND MARKETVol.18,No.4,2011在城市地铁和轻轨等轨道交通运输系统中，一般采用直流牵引，走行轨回流，因此，不可避免会有电流从走行轨泄入大地，这就是杂散电流。
杂散电流对地下或地面的金属构件如结构钢筋、地下管线等产生严重的腐蚀。
轨道与结构钢筋间的过渡电阻值是考察轨道绝缘的重要参数，所以过渡电阻的测量具有重要的意义。
1杂散电流介绍1.1杂散电流产生的原因及所经路径分析在地铁（或轻轨）等直流电气化轨道运输系统中以轨道作为回流导体，由于钢轨不可能对地完全绝缘，而且回流轨存在电压降，因而导致一部分负荷电流，从轨道流到轨枕和道床及地下钢轨金属设施中去，这部分电流，称为杂散电流（迷流）。
1.2杂散电流的危害国内北京、天津、上海、广州等地的地铁均采用直流牵引供电的方式。
在这种供电方式中，列车直流牵引系统采用正极接触网（架空线或接触轨），而走行轨兼作负回流线。
在直流牵引供电系统中，牵引电流并非全部由钢轨流回牵引变电所，而是有部分由钢轨杂散地流入大地，再由大地流回钢轨并回到牵引变电所。
这部分电流就称为杂散电流。
目前，我国地铁直流牵引供电电压标准值有600V 、750V 、1500V 、3000V 不等。
牵引供电系统及杂散电流形成，如图1所示。
图1地铁供电系统及杂散电流形成示意列车所需电流由牵引变电所提供，通过接触网输送到列车，并通过走行轨作为电流回路，返回到变电所。
但因钢轨很难做到对地完全绝缘，因此，在直流牵引的供电系统中，由一个供电区段两边变电所向列车的供电电流，I 1、I 2，并非全部由钢轨流回变电所。
由钢轨流回的电流，I 3，I 4占大部分，另外一部分则是以杂散电流，IS 1、IS 2的形式由钢轨泄漏到地下。
该部分电流流人大地，再由大地流回钢轨并返回到牵引变电所，从而形成了地铁杂散电流。
对地铁主体结构而言，其轨道附近一般埋设各种金属体。
此时杂散电流由走行轨流出，经由大地传给埋地金属体，电流顺金属体径直流动直到变电所附近，然后由金属体流回大地，再由大地返回变电所。
城市轨道交通钢轨无损检测技术分析
城市轨道交通钢轨无损检测技术分析摘要：随着城市的不断发展扩大，轨道交通不断成为城市发展的象征。
城市轨道交通中钢轨的质量、工作状态对整个线路的质量以及行车安全有着直接的影响。
钢轨伤损主要以表面掉块等疲劳性损伤为主。
城市轨道交通有针对性地提出了钢轨伤损防治对策，如提高钢轨焊接质量、缩短检测周期、引进新的检测方法及先进设备和做好钢轨检测检查工作等。
关键词：钢轨检测；安全分析；无损检测；防治一、概述钢轨是线路上部建筑中直接承受机车车辆各种荷载的部分。
铺设在线路上的钢轨，在机车车辆作用下，又由于养护和气候条件等不同，钢轨在使用过程中极易发生各种各样的伤损。
因此，加强无损检测检查，及时更更换伤损钢轨，是综合机电工建部门保证行车安全的一项重要措施。
地下铁道、轻轨作为城市轨道交通的一种重要形式，具有行车密度大、载重较小、通过总量大、乘客舒适度要求高、安全系数要求高等特点。
作为线路重要组成部分——城市轨道交通里的钢轨，比起普通铁路来，具有许多不同的特点。
钢轨无损检测是线路月检的重要内容之一，是保障钢轨情况正常，确保城市轨道交通行车安全的重要手段之一。
因此，结合现有的城市轨道交通线路钢轨无损检测资料和积累的经验，对其方法、模式进行分析和讨论，就显得十分重要和必要。
二、城市轨道交通线路钢轨常见伤损核伤、鱼鳞纹、表面掉块、螺孔裂纹、水平裂纹、横向裂纹等是钢轨常见的伤损，作为城市轨道交通的轨道，自然也不例外。
但由于城市轨道交通具有前面所描述的诸多特点，“大同”里也有不少“小异”。
三、常用钢轨无损检测方法无损检测是一门综合性的应用科学技，它是在不改变或不影响被检对象使用性能的前提下，检验和分析材料，零件和构件的一种非破坏检测方法。
无损检查是提高产品质量，确保安全的重要手段。
钢轨无损检测仪具有特殊的技术条件，环境适应性强工作温度范围在-15℃～45℃。
钢轨无损检测是无损检测的一个重要组成部分，而无损检测的种类、方法十分丰富，应用于钢轨无损检测的一般有超声检测、涡流检测、磁粉检测、射线检测等方法。
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在线路运行前，依据相关标准对于线路杂散电流防
3 ΔU1 + ΔU2 + ΔU3
Re =
L
× I - IRA - IRC - IRB - IRD
（2）
ΔU = Uon - Uoff ，IRA =
U4 R10m
，IRC =
U6 R10m
，
IRB =
U5 R10m
， IRD =
U7 R10m
0 前言
城市轨道交通电气牵引系统主要分为直流和交流 2 类，其中对外界影响最严重、最受关注的就是直流牵 引系统，因为直流牵引系统在能量从变电所—接触网 / 轨—机车—钢轨—变电所的整个过程中，会有相当一 部分的电流通过钢轨泄入大地，从而产生明显的杂散电 流现象。杂散电流主要危害在于，对周边金属结构会造 成明显的电化学腐蚀现象，根据已有研究结果，1 A 的 杂散电流能够每年腐蚀 99 kg 的钢材。同时，在整个牵 引电流的分布过程中，杂散电流相对于钢轨电流分布过 高，也会从另一方面加剧钢轨对地电位的抬升，对人身 安全产生威胁，并对钢轨电位限制装置的可用寿命造成 明显影响。
GB 28026.2-2011 等同采用了 IEC 62128-2:2003，而 且和 EN 50122-2-2004 中的要求也基本一致。其中对于 轨地之间的绝缘电导给出了推荐数值，“开式路基大宗运 输系统，单线区段的单位电导在露天下不超过 0.5 S/km， 隧道内不超过 0.1 S/km”。
将 GB 28026.2-2011 中的单线单位电导的数值转换为 轨地过渡电阻（即“单线区段的轨地过渡电阻在露天下不 小于 2Ω·km，隧道内不小于 10Ω·km”）与 CJJ 49-1992 中 的规定（即“兼用作回流的走行轨与隧洞主体结构（或大 地）之间的过渡电阻值，对于新建线路不应小于 15Ω·km， 对于运行线路不应小于 3Ω·km”）相比，CJJ 49-1992 中对 于新建线路的轨地过渡电阻限值要严于 GB 28026.2-2011， 但对于运行线路的要求低于 GB 28026.2-2011。
式（2）中，Re 为长度为 L（ km ）的钢轨对地过渡电阻 值，Ω · km ；U 为钢轨对地电压 V ；I 为注入电流，A ；
R10 m 为 10 m 钢轨纵向电阻值，Ω ；∆ U 为注入电流开关 闭合前后的电位差值，V。
护性能的主要检测参数是轨地过渡电阻。CJJ49-1992 中
3 CJJ49-1992标准的局限性
安全评估
城市轨道交通钢轨对地过渡电阻的 检测分析
马九洋，李天石 （中国铁道科学研究院集团有限公司通信信号研究所，北京 100081）
摘 要：杂散电流防护是城市轨道交通的主要关 注点，是确保线路自身及外部建筑物不受电化学 腐蚀影响的重要防护内容，当前以钢轨对地过渡 电阻作为主要检测指标。文章介绍关于杂散电流 防护钢轨过渡电阻方面的国内外限值要求和检测 方法，对当前标准要求的局限性以及标准的发展 趋势进行探讨和分析。 关键词：城市轨道交通；直流牵引系统；杂散电 流；轨地过渡电阻；钢轨电位 中图分类号：U231.8
线开式路基的轨地过渡电阻露天下不小于 2 Ω · km，隧 但是随着城市轨道交通各方面技术的进步和施工方案的
道内不小于 10 Ω · km ”。
改良，当时制定的标准要求，在某些层面上已经不能够
根据 GB/T 28026.2-2011 中的内容，采用一种特殊 适应现在的线路特点。
的测量方法，无需做钢轨绝缘即可测量钢轨对地过渡电 3.1 线路的定义
阻。测量中，要确认走行轨与隧道间没有其他连线和电
标准原文中，从时间范畴对线路进行了划分，也就
压限制装置，避免影响测量结果，在隧道段两端作轨道 是区分新建线路和运行线路，并分别做了限值规定。但
绝缘使隧道内部线路与隧道外部线路隔离，
防止外部的影响。轨道与隧道间单位电导
G′RT 的测量可按图 1 进行，该测量也可用于 进行高架桥和道床电导的测量。
作者简介：马九洋（1986—），男，助理研究员
86 MODERN URBAN TRANSIT 8 / 2019 现 代 城 市 轨 道 交 通
城市轨道交通钢轨对地过渡电阻的检测分析
安全评估
国内关于杂散电流防护的技术标准始见于 1992 年 （2）计算。
施行的 CJJ49-1992，该标准在设立时参考了国外地铁杂 散电流防护的相关标准，比如德国标准 VDE 0150，但 在制定过程中，结合了北京地铁的实际测试结果，并充 分考虑了本国国情。GB/T 10411-2005《城市轨道交通直 流牵引供电系统》、GB 50157-2013 以及《地铁设计规 范》对于杂《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》中的限 值要求，也都直接引用了 CJJ 49-92 的限制要求 。 [2-3]
单位电导 G′RT 按公式（1）计算。
G′RT =
3 L
×
I - IRA - IRB ΔURT + ΔURTA + ΔURTB
（1）
式（1）中，G′RT 为轨道与隧道间单位电导，
规定：“兼用作回流的走行轨与隧洞主体结构（或大地）
之间的过渡电阻值，新建线路不应小于 15 Ω · km，运行
当 前 CJJ49-1992 关 于 轨 地 过 渡 电 阻 的 限 值 要 求，
线路不应小于 3 Ω · km”。GB 28026.2-2011 中规定：“单 在 90 年代制定标准时考虑了当时国内线路的具体情况，
限制城市轨道交通回设法提高回流走行轨与结构或大地之间的 过渡电阻值。过渡电阻值是杂散电流防护十分重要的参 数，可近似认为杂散电流数值与轨地过渡电阻值成线性 反比关系 [1]。
1 当前的标准要求
目前国内对于城市轨道交通杂散电流防护的主要标 准有 CJJ49-1992《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》（简 称“ CJJ49-1992”，下同），GB/T 28026.2-2011《轨道交 通地面装置第 2 部分：直流牵引系统杂散电流防护措施》 （简称“ GB/T 28026.2-2011”，下同），其余标准大多参 考该 2 个标准对杂散电流参数进行规定，尤其以 CJJ491992 为主 。 [1-2]