2杂散电流腐蚀防护系统-参比电极装置安装
杂散电流监测系统施工方法与技术措施
杂散电流监测系统施工方法与技术措施1）杂散电流监测系统工程概况杂散电流监测系统采用集中式监测系统，由参考电极、测量端子、杂散电流测量用信号电缆、传感器、监测装置及综合监测装置组成。
2）杂散电流监测系统施工工艺流程杂散电流监测系统施工工艺流程详见下图。
施工准备安比电极安装传感器、监测装置安装测防端子连接电缆敷设接线系统调试杂散电流施工工艺流程3）杂散电流监测系统施工要点及方法杂散电流施工要点及方法详见下表。
杂散电流施工要点及方法表序号施工工序施工要点及方法示意图1 参比电极安装（1）根据现场情况电极水平或垂直放置。
（2）将少许砂浆放入孔洞或方槽底部，将砂浆均匀涂抹在四周壁上。
将参比电极陶瓷外壳涂抹薄薄一层砂浆，轻轻放入孔洞或方槽中。
（3）将电极导线穿过套管取出，将孔洞或槽的空隙封堵，并用砂浆抹平。
（4）将导线接入到传感器回路中。
2 电缆敷设测量电缆、通信电缆、监测装置电源电缆距离较短且线径较小，采用人力按要求敷设。
3 传感器安装传感器安装在沿线各测试点处，主要完成参比电极本体电位、结构钢极化电压的测量。
传感器取样模拟信号后，经模数转换变成数字信号，由通讯接口输出。
将传感器安装在沿线设计要求的位置。
4 监测装置安装及调试监测装置安装在牵引变电所内，独立设置，该装置与传感器进行通信联络，对传感器进行数据交换与管理。
每个监测装置至少能接64个传感器，连接距离能达到5公里及以上。
监测装置自带液晶显示、可以进行触摸式操作。
杂散电流监测系统主要施工技术措施详见下表。
杂散电流防护施工技术措施表。
BS EN 50162-2004 直流系统中杂散电流引起腐蚀的防护
英国标准BS EN 50162:2004 直流系统中杂散电流引起腐蚀的防护引言来源于直流系统的杂散电流可以通过腐蚀，杂散电流腐蚀，在埋地或水下的金属构筑物上引起严重的材料损坏（见附录A）。
特别是，长的埋地水平构筑物，例如管道和金属护套电缆，可能处在这种类型腐蚀的危险中。
因为腐蚀损坏可以在暴露于杂散电流中很短的时间后就出现，因此在早期阶段为保护措施做准备并定期检查这些措施的效果是很重要的。
本标准描述了一些适当的措施，可以用于干扰直流系统，如果必要的话，也可以用在正暴露于或将会暴露于杂散电流腐蚀中的构筑物上。
本标准也给出了确定何时采取这些措施的一些测量标准。
用于直流干扰构筑物的测量技术见EN 13509。
本标准记录的措施旨在应对杂散电流腐蚀。
至于有效应对其他类型腐蚀，应该采取其他相应措施。
1. 范围本标准确立了在埋地或水下金属构筑物上最小化杂散电流腐蚀效果而采取的一般原则。
本标准旨在为以下方面提供指导：——可能产生杂散电流的直流系统的设计；——将要埋地或水下的金属构筑物的设计；——可能遭受杂散电流腐蚀的金属构筑物的设计；——适当的保护措施的选择。
本标准主要处理埋地或水下金属构筑物上的外部杂散电流腐蚀。
但是，杂散电流腐蚀也可能在包含电解质的系统内部发生，例如，在水管道的接近绝缘接头处或高电阻管接头处。
这些情况在本标准中没有进行详细处理，但是这里提出的原则和措施一般可适于最小化干扰效果。
杂散电流还可以引起其他后果，如过热。
这些不包括在本标准内。
可以使电流流入大地或任何其他电解质（无论有意或无意）的直流系统，包括：——直流牵引系统；——无轨电车系统；——直流电源系统；——工业区的直流设备；——直流通信系统；——阴极保护系统；——高电压直流（HVDC）传输系统；——直流轨道电路信号系统。
对于牵引系统的杂散电流，EN 50122-2给出了最小化其产生的要求以及最小化其在铁路系统内的影响的要求。
可能被杂散电流影响的系统包括埋地或水下的金属构筑物，例如：a) 管道；b) 金属护套电缆；c) 储罐和容器；d) 接地系统；e) 钢筋混凝土；f) 钢管桩。
《城市轨道交通概论》课后习题答案
思考与练习1.简述轨道交通的定义。
“城市轨道交通”是一个包含范围较大的概念，在国际上没有统一的定义。
一般而言，广义的城市轨道交通是指以轨道运输方式为主要技术特征，是城市公共客运交通系统中具有中等以上运量的轨道交通系统（有别于道路交通），主要为城市内（有别于城际铁路，但可涵盖郊区及城市圈范围）公共客运服务，是一种在城市公共客运交通中起骨干作用的现代化立体交通系统。
2.简述轨道交通的特点。
1.具有较大的运输能力2.具有较高的准时性3.具有较高的速达性4.具有较高的舒适5.具有较高的安全性6.占地少、不破坏地面景观7.低污染8.低能耗3.简述轨道交通的类型。
（1）按线路架设方式划分，可分为地下铁道、地面铁道和高架铁道。
（2）按导向方式划分，可分为轮轨导向和导向轨导向。
（3）按轨道形式划分，可分为重轨铁路、轻轨铁路和独轨铁路。
（4）按小时单向运能划分，可分为大运量系统（高峰时单向运输能力达到30 000人次/h以上）、中运量系统（高峰时单向运输能力达到15 000~30 000人次/h）和小运量系统（高峰时单向运输能力达到5 000~15 000人次/h）。
（5）按路权专用程度划分，可分为线路全封闭型、线路半封闭型、线路不封闭型。
（6）按服务区域划分，可分为市郊铁路、市内铁路和城际快速铁路。
（7）按运能范围、车辆类型及主要技术特征划分，可分为有轨电车、地下铁道、轻轨、独轨、城市（市郊）铁路、磁悬浮、新交通系统等。
4.列表比较各种轨道交通的特点。
思考与练习1.简述城市轨道交通规划设计的重要性、目的和意义。
重要性：城市轨道交通规划设计是建设前期的一项重要的工作，涉及城市规划、交通工程、建筑工程以及社会经济等多种学科理论的系统工程。
一个科学、合理、完善的轨道交通网是城市客运交通的发展方向。
目的：城市轨道交通对于城市的发展、居民生活水平改善有着重要作用，系统建设具有不可逆性。
保证建成线网能够对城市发展起积极作用，指导城市轨道交通工程持续发展，为政府部门决策提供可信的依据，保证今后工程建设的可实施性。
杂散电流防护系统施工方案
杂散电流防护系统施工方案武汉市轨道交通二号线一期工程杂散电流防护主要方案为“以堵为主、以排为辅、堵排结合、回流畅通、加强监测”的综合防护措施。
从施工角度来看，杂散电流系统主要包括防护排流和自动监测两大部分。
其中防护排流系统包括测防端子连接、排流电缆敷设、单向导通装置安装及排流柜安装、调试等内容；自动监测系统包括参比电极及接线盒安装、数据采集及统计处理装置安装及监测信号电缆敷设等。
1.1.1.1工序流程杂散电流防护工程主要施工工序如下：杂散电流防护工程施工工序流程图1.1.1.2施工方法（1）排流网测试测防端子连接前对排流网进行全面测试。
内容包括：检查测防端子预留情况，如连接端子有无遗漏、设置位置、规格型号是否满足设计要求、连接端子是否适于测防端子连接等；主排流网和辅助排流网电气导通情况。
排流网测试方法如下图：1）质量控制点测防端子的检查及排流网在测防端子连接前的测试是工序交接验收的重要内容，此项工作应由测防端子及排流网施工单位、杂散电流防护施工单位、施工双方监理共同参加。
a 测试前测防端子及排流网施工单位应将其经过其监理批准的质量保证资料交付杂散电流防护施工单位，杂散电流防护施工监理认为资料合格后，组织以上四方单位共同到现场测试；b 测试合格后，由杂散电流防护施工单位作好测试记录，四方签字后办理工序交接手续，否则，由双方施工监理单位责成测防端子及排流网施工单位限期改正；c 测试用仪表应在计量检定有效期内，测试方法正确。
2）安全控制点该项工作在线路上进行，应设专职安全防护员进行防护。
（2）测防端子连接测防端子连接按以下工序进行：1）测量测量所连接的测防端子间距，在测量位置处用油漆或防水笔作好标记(编号)，并记录下测量区段名称、标记编号及测量间距长度。
根据测防端子连接后的电缆弯曲度，接线端子长度等数据及结构伸缩情况计算出所需连接电缆长度，然后将测量区段名称、标记编号及实际电缆长度数据列表整理交给测防端子连接电缆终端制作人员。
通电点、零位接阴点及参比电极的安装
阴极保护通电点、零位接阴点及参比电极安装河南邦信防腐材料有限公司2017年6月1 每个线路阴极保护站设1 个阴极通电点、1 个零位接阴点，并在零位接阴点附近埋设1 支埋地型长效饱和Cu/CuSO4 参比电极。
通电点及零位接阴点处的安装包括阴极电缆及零位接阴电缆的敷设、焊接和防腐，参比电极安装，参比电缆敷设和连接点防腐。
通电点、零位接阴点及参比电极的安装图。
2 阀室处通电点设置在管道进站或出站处，焊接位置不宜在弯头上或管道焊缝两侧150mm 范围内。
详见各具体线路阴极保护站设计图纸。
当受现场条件限制时，在设计人员允许的条件下可进行适当调整。
3 阴极电缆采用VV22-0.6/1kV 1×35mm2 铜芯电缆，零位接阴电缆和参比电极电缆采用VV-0.6/1kV 1×10mm2 铜芯电缆电缆，分别从恒电位仪的输出阴极端子和零位接阴端子、参比电极端引出，穿预埋墙基的钢管，敷设至通电点处，采用铝热焊与管道连接。
4 参比电极的安装要求（1）线路阴极保护参比电极采用埋地型长效饱和Cu/CuSO4 参比电极。
（2）参比电极在安装前应进行精准性校核，以保证测量结果的准确性。
施工方应现场将多只参比电极底部同时浸入同一个盆装的清水中，通过万用表测量任意两只参比电极之间电位差。
如果某支参比电极相对于其它参比电极的电位差均大于5mV，则认为该支参比电极不合格。
（3）参比电极安装在距管道外壁200mm 处，贴近管道立式埋设，埋设深度同保护管道中心埋深。
（4）参比电极本体埋设前应在净水中浸泡24 小时以上，确保参比电极本体充分浸润。
参比电极在安装过程中应轻拿轻放，不得造成外壳的破裂。
安装完后，应浇足够的水，充分湿润参比电极及周围土壤，并小心夯实。
（5）为了确保参比电极的正常工作，参比电极顶部需要安装一根参比管，以方便运行维护中定期灌水，保持长效硫酸铜参比电极处于湿润的土壤环境中。
参比管采用Φ160×4mm 的PVC管（带管帽），PVC 管露出地面约300mm。
杂散电流腐蚀防护措施
1) 杂散电流（“迷流”）的产生
杂散电流对金属结构的腐蚀有四个方面： 钢轨、道床结构钢筋、隧道结构钢筋、地网及地铁外部其它公共设施
堵 排 测
杂散电流腐蚀防护
采取“以堵为主，以排为辅， 防堵结合，加强监测”的设计原则：
•GB50157-2013 •CJJ49-92
Hale Waihona Puke 从源头上减少杂散电流 限制杂散电流扩散
10）应设置完善的杂散电流监测系统。
杂散电流腐蚀防护
加强金属构件腐蚀防护 杂散电流检测
1）走行钢轨和DC1500V设备采用绝缘法安装。
2）利用道床结构钢筋的可靠电气连接，形成杂散电流主收集监测网；
3）利用地下车站、明挖（或矿山法）区间隧道及U型槽、桥梁结构钢筋的可靠电气连接，形成杂散 电流辅助监测网；
4）在盾构区间采用隔离法对盾构管片结构钢筋进行防护。
5）在正线牵引变电所附近设置道床结构钢筋排流端子，以便用排流电缆将杂散电流主收集监测网 连接至牵引变电所内排流柜。
6）在正线牵引变电所内设置排流柜。排流柜应根据运营过程中对杂散电流腐蚀状况的监测结果判 断是否投入运行。 7）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；在设置牵引 变电所的车站一端不再设置均流电缆。在正线同一行的两根钢轨间每隔200m左右也设置一处均流 电缆。 8）车辆段（停车场）应根据接触网供电分段情况确定牵引回流回路，恰当的设置回流点和均流电 缆。 9）车辆段（停车场）线路与正线之间、车辆段（停车场）各电化线路的库内线路与库外线路之间 应设置绝缘轨缝并装设单向导通装置。电化股道和非电化股道之间、电化股道尽头线与车挡设备之 间应设置绝缘轨缝。
杂散电流腐蚀机理及防护措施
杂散电流腐蚀机理及防护措施地铁或轻轨一般采用直流电力牵引旳供电方式,一般接触网(或第三轨)为正极,而走行轨兼作负回流线。
由于回流线轨存在着电气阻抗,牵引电流在回流轨中产生压降,并且回流轨对地存在着电位差,回流线对道床、周围土壤介质、地下建筑物、埋设管线存在着一定旳泄漏电流,泄漏电流沿地下建筑物、埋设管线等介质至负回馈点附近重新归入钢轨,此泄漏电流即称迷流,又称地铁杂散电流。
地铁迷流重要是对地铁周围旳埋地金属管道、电缆金属铠装外皮以及车站和区间隧道主体构造中旳钢筋发生电化学腐蚀,它不仅能缩短金属管线旳使用寿命,并且还会减少地铁钢筋混凝土主体构造旳强度和耐久性,甚至酿成劫难性旳事故。
如煤气管道旳腐蚀穿孔导致煤气泄漏、隧道内水管腐蚀穿孔而被迫更换等。
此外,地铁迷流同步也对地铁沿线都市公用管线和构造钢筋产生“杂散电流腐蚀”,影响地铁以外沿线公共设施旳安全及寿命。
本文结合我企业参与旳多条地铁线施工和运行维护管理旳经验,针对杂散电流腐蚀机理及防护措施方面浅谈管见。
1 杂散电流腐蚀机理1.1 杂散电流腐蚀机理地铁迷流对埋地金属管线和混凝土主体构造中钢筋旳腐蚀在本质上是电化学腐蚀,属于局部腐蚀,其原理与钢铁在大气条件下或在水溶液及土壤电解质中发生旳自然腐蚀同样,都是具有阳极过程和阴极过程旳氧化还原反应。
即电极电位较低旳金属铁失去电子被氧化而变成金属离子,同步金属周围介质中电极电位较高旳去极化剂,如金属离子或非金属离子得到电子被还原。
地铁直流牵引供电方式形成旳迷流及其腐蚀部位如图1所示。
图中,I为牵引电流,Ix、Iy分别为走行轨回流和泄漏旳迷流。
由图1可得地铁迷流所通过旳途径可概括为两个串联旳腐蚀电池,即电池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)。
当地铁迷流由图1中A、D(阳极区)旳钢轨和金属管线部位流出时,该部位旳金属铁便与其周围电解质发生阳极过程旳电解作用,此处旳金属随即遭到腐蚀。
安装参比电极的位置
安装参比电极的位置填包料主要是由石膏粉、膨润土和混合料组成的。
长效参比电极的安装位置，阴极保护系统中的参比电极安装位置是非常重要的，参比电极应该尽量安装在靠近被保护管道的地方。
如果被保护的对象是热力管道的时候，参比电极的安装位置应该距离管道300毫米左右。
长效参比电极的安装位置应该距离地面1米以上的深度，这样可以保证参比电极常年处在湿润的环境中。
参比电极在使用以前使用干净的淡水充分浸泡以后才可以放进坑里，之后还要往坑里注入干净的淡水。
参比电极中的纯锌参比电极也是阴极保护工程中经常使用的一种。
纯锌参比电极的主要是适用环境是土壤、淡水和海水中，如果是在土壤中使用的时候，还应该注意在埋设前应该先放入填料包中。
纯锌参比电极的主要构成成分有：A1含量0.0005；Cd含量0.0005；Fe 含量0.0005；Pb含量0.0007；Cu含量0.0005；CSE含量-1.15V。
纯锌参比电极在使用之前还应该检查其技术规格：参比电极的锌棒直径应该是31mm；整个锌棒的长度是150mm；电缆的规格是VV1*6mm²。
检查完纯锌参比电极以后还应该检查一下填包料，填包料的质量也直接影响着整个阴极保护系统的使用质量。
安装参比电极的位置应该选择在阳极地床的对面，特别是阴极保护设计采用柔性阳极的时候。
如果是给储罐做阴极保护的时候，参比电极应该安装在储罐底板的下方或者埋地储罐的中间位置。
参比电极其他的一些安装位置：码头钢桩，储水罐的内壁上，污水处理池的内壁上，导管架、挡土墙或者淡水管附近。
为了让阴极保护系统更有效的对被保护管道进行保护，所以被保护的管道必须和其他金属结构进行电气绝缘。
这时候就需要使用绝缘接头，将被保护管道分割成很多管段。
绝缘接头是可以直接埋进地下的，而且是在工厂里直接完成组装，因此质量上更有保证。
绝缘接头采用自紧式U型密封结构，直径范围在15毫米到3500毫米之间，承受压力范围在1.0mpa到100mpa 之间。
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5). 参比电极必须埋设在被测结构物的钢筋附近，参比电极不应和结构钢筋接触。
6). 电极与混凝土表面垂直放置，必须将电极全部埋置在混凝土介质中。
7). 参比电极预留孔尺寸为φ60（直径）×160（深），已在土建工程预留，若现场，找不到孔位或孔位不满足以上要求，应按以上要求进行现场打孔。
8). 参比电极安装需要在整体道床及明挖隧道壁水钻打孔安装完成后做好防水封堵。
9). 电极采用多孔陶瓷外壳，故在使用与安装过程中注意小心轻放，严紧撞击硬物。
10).在电极埋置处上方，用砂浆抹平并与周围混凝土表层尽量取平。
2.安全、环保、文明施工等技术措施：
1).未经允许，不得随意接触现场其他设施，尤其注意避开带有“危险勿动”标识的设备、机械、电闸等，以免造成不必要的伤害。
2).地下车站、隧道内施工必须有照明设施，不得在光线昏暗的条件下施工。
3).对于参比电极打孔破坏防水层时要及时修复。
4).施工完毕离开施工现场时，对施工垃圾及时清理。
接受人：交底人：
技术、质量交底记录
工程名称
哈尔滨市轨道交通3号线一期工程供电工程
编号
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ交底项目
杂散电流腐蚀防护系统
交底日期
交底内容
参比电极装置安装
1.参比电极装置安装：
1). 参比电极与对应的测防端子安装距离必须≤1米。
2). 参比电极埋设前应放置在阴凉处，避免在露天阳光下曝晒或雨淋。
3). 安装参比电极前应除掉，孔洞中的混凝土粉块或浮尘，并用水淋湿其内表面。