杂散电流介绍
杂散电流 固态去耦合-概述说明以及解释
杂散电流固态去耦合-概述说明以及解释1.引言1.1 概述杂散电流是指在电子电路中产生的无用的电流，它会对电路的正常工作产生干扰和负面影响。
在电子设备中，由于各种因素的存在，如电路布局不佳、电源噪声、地线回流等，杂散电流很难完全避免。
固态去耦合技术是一种用于减少杂散电流的方法，它主要通过在电路中引入去耦电容器来实现。
去耦电容器可以将直流和交流信号进行分离，使得杂散电流能够流入地线，从而减少其对电路的干扰。
通过选择合适的去耦电容器参数，可以有效降低杂散电流的水平，提高电路的工作稳定性和可靠性。
然而，固态去耦合技术并非万能的解决方案，它也存在一些限制和局限性。
首先，选择合适的去耦电容器参数需要对电路进行精确的分析和模拟，这对设计师的要求相对较高。
其次，固态去耦合技术在一些特定应用环境下可能会受到限制，如高频电路、噪声敏感电路等。
综上所述，杂散电流是一个在电子电路中常见的问题，但通过固态去耦合技术可以有效地减少其对电路的干扰。
然而，设计师需要在实际应用中充分考虑电路的特性和限制，以选择最合适的去耦电容器参数，从而实现优化的电路设计。
1.2文章结构文章结构部分的内容如下：在本文中，我们将按照以下结构来组织论述。
首先，在引言部分，我们将对杂散电流和固态去耦合进行概述，说明其重要性和应用背景。
然后，我们将介绍本文的目的，也就是我们撰写这篇文章的动机和目标。
接下来，我们将进入正文部分。
在正文的第一个要点中，我们将详细讨论杂散电流的概念、产生原因以及对电路性能的影响。
我们将介绍不同类型的杂散电流，并分析其对电子设备的影响和可能的解决方法。
在第二个要点中，我们将重点讨论固态去耦合的概念、原理和设计方法。
我们将介绍固态去耦合器件的工作原理，以及其在电子电路中的应用场景。
同时，我们还将探讨固态去耦合技术的优势和局限性，并提供一些实例来进一步说明其重要性和实用性。
在第三个要点中，我们将进一步深入探讨杂散电流和固态去耦合之间的关系。
浅析地铁杂散电流及其防护
浅析地铁杂散电流及其防护摘要：本文介绍了地铁杂散电流腐蚀的危害及防护措施，明确了杂散电流腐蚀防护的层次划分，阐述了杂散电流的测量和监测的构成及原理。
关键词：杂散电流，层次划分，监测系统Abstract: this paper introduces the subway stray current corrosion harm and protective measures, has been clear about the stray current corrosion protection level classification, this paper expounds the stray current measurement and monitoring the composition and principle.Keywords: stray current, level classification, monitoring system1杂散电流的概念及危害1.1 杂散电流的概念地铁杂散电流也称迷流，是指采用直流牵引方式的地铁列车在运行时泄露到道床及周围土壤介质中的非正常渠道回流电流。
在直流供电方式中，列车直流牵引系统采用正极连接触网，负极连走行轨，走行轨兼做回流线的形式。
在地铁建成并投入运营初期，走行轨与道床之间的绝缘程度较高，轨地过渡电阻较大，由走形轨泄露到道床的迷流也较少。
但随着地铁运营时间的推移，由于受到不可避免的污染、潮湿、渗水、及钢轨磨损产生的金属粉尘堆积等因素影响，使钢轨对地绝缘性能降低，轨地过渡电阻减小。
根据分流原理，这种非正常回流的杂散电流就会随着过渡电阻的不断减小而逐渐增大。
1.2 杂散电流的危害地铁迷流的存在对地铁周围的埋地金属管线、通讯电缆外皮以及车站和区间隧道主体结构中的钢筋发生电化学腐蚀，这种电化学腐蚀不仅能缩短金属管线的使用寿命，而且还会降低地铁钢筋混凝土主体结构的强度和耐久性，甚至酿成灾难性事故。
杂散电流管理办法
杂散电流管理办法
杂散电流是指在电子设备中产生的、无法有效利用的电流，其产生主要是由于电路设计不合理、布线不规范等因素引起的。
杂散电流的存在会给电子设备的工作稳定性和可靠性造成影响，因此需要进行管理和控制。
以下是一些管理杂散电流的方法：
1. 合理设计电路：在电路设计阶段，需要合理选择元件，避免选择发热过多的元件，减少电流的杂散产生。
同时，在布局设计中，要避免信号线与电源线、地线等不相互交叉，减少干扰。
2. 管理接地：良好的接地系统可以有效降低杂散电流的传播和产生。
在设计电路时，要合理规划接地点的位置，保持接地的连续性和低阻抗。
3. 使用滤波器：通过在电源输入或输出端添加滤波器，可以有效地滤除杂散电流和噪声。
滤波器的类型和参数需要根据具体的工作环境和要求进行选择。
4. 使用屏蔽材料：对于一些敏感的信号线或高频线路，可以使用屏蔽材料来阻隔杂散电流的传播和干扰。
5. 规范布线：在布线时，要避免信号线和电源线、地线等的相互交叉和平行走向。
同时，要避免使用过长的连线，减少杂散电流的传播。
6. 地线分离：对于一些需要接触地线的设备，可以将其地线与信号线或电源线分开，防止杂散电流通过地线传播。
7. 使用屏蔽罩：对于一些特别敏感的设备或线路，可以使用屏蔽罩来屏蔽外界的杂散电流和干扰。
需要注意的是，管理杂散电流是一个综合的工程，需要根据具体的设备和工作环境来综合考虑上述方法的运用。
接地与杂散电流
接地与杂散电流当直流大电流沿地面敷设的轨道流动时，直流电流除了在轨道中流动外，还会从轨道泄漏到大地，在大地中的各种金属物体上流动，然后再回到电源系统。
这部分泄漏出来的电流称为杂散电流，在地铁工程中又称为迷流。
（一）杂散电流的特点某重要工程有一根地下输油管道，投入使用不久，就出现穿孔漏油，对穿孔漏油处进行踏勘，发现地面有一条直流电气小铁路，总长约2500m，其中有1000m 左右与输油管道平行，两者间距很近，一般只有几十米，有的地方只相距25m。
为了查明是否是由杂散电流造成输油管漏油，对输油管道对地的电位进行测量（注意：输油管外面已进行过绝缘处理，包缠着玻璃丝带和柏油），测量得到如下结果：１．管－地电位不稳定对腐蚀区的几个点进行测定，发现各点的管一地电位均随时间而波动，在10～15min 内，波动幅度最大可达到数伏，如图32所示：G 测点，管一地电位在-1. 0V ～-3. 5V 之间波动，E 测点在+1. 5V ～-1. 0V之间波动。
管对地电位是否稳定，是判别地中是否存在杂散电流的一个重要标志，上述测量结果表明管一地电位不稳定，这说明检测点地中存在杂散电流。
2．管－地电位严重偏离正常值此工程对10 个点的管-地电位进行测试，其结果如表17所示。
根据测量结果判定，该地区的自然电位为-0. 6 ～-0. 7V左右，取中间值-0. 65V 作为该地区自然电位正常值，于是得出10个测量偏离正常值的最大值，其中A地的测量值比较接近正常值，其馀各点均明显偏离正常值，最大的负偏达3.15V，最大正偏达2. 45V。
当出现严重的偏离正常值电位时，表明此地段受到相当强的地下杂散电流侵袭。
3．土壤电位梯度反常在正常的自然条件下，土壤的电位梯度一般是很小的，与常规法的测量误差处于同一数最级，对该工程中偏离正常值最大的两个点进行土壤电位梯度测量结果如表18 所示。
根据分级标准，土壤电位梯度小于0. 5mV／m时，为杂散电流弱干扰地区，在0. 5～5mV／m 之间为中等强度干扰地区，大于5mV／m为强干扰地区。
杂散电流——精选推荐
杂散电流杂散电流主要指不按照规定途径移动的电流，它存在于土壤中，与需要保护的设备系统没有关联。
这种在土壤中的杂散电流会通过管道某一部位进入管道，并在管道中移动一段距离后在从管道中离开回到土壤中，这些电流离开管道的地方就会发生腐蚀，[1]也因此被称为杂散电流腐蚀。
杂散电流的输出点有很多包括有外加电流阴极保护系统，DC电车系统，DC开矿以及焊接系统，高压DC、AC传输线路。
杂散电流有动态与静态之分，随时间变化大小或方向的为动态杂散电流，不发生改变的为静态杂散电流。
在杂散电流进入管道的部分，管道为阴极而得到保护，但是过大的电流进入时，这部分管道就会发生过保护。
同时杂散电流离开管道的地方就会因为失去电子而腐蚀。
确定管道是否已经受到杂散电流的干扰，可以通过检测管道电位的变化与历史数据比较来判断。
分类根据干扰源的性质，可以将杂散电流分为静态干扰源和动态干扰源。
静态杂散电流指其他外加电流系统的电流被强制施加到埋地管线上，例如其他管道的阳极地床电流。
动态杂散电流是指某电力传输系统(如火车、地铁、采矿作业等)通过管道外防腐层失效的区域进入埋地管道的电流。
根据干扰源的来源可以分为直流杂散电流、交流直流电流和地电流。
直流杂散电流主要来源于直流电气化铁路、直流电解系统、直流电焊系统、高压直流输电线路、其他管道外加的阴极保护系统等。
交流杂散电流主要来源于交流电气化铁路，高压交流输电线路等。
而地电流是由于地磁场的变化感应产生的，它也会腐蚀埋地管线、对电气设备和操作人员安全有一定的影响，但是相对而言数量比较小。
原因杂散电流产生的原因很多也很复杂，并且容易受到外界环境因素的影响，但主要可以归纳为以下两点:(1)电位梯度。
如果电场分布不均匀，存在电位梯度，那么金属内部的自由电子会在电场力的作用发生定向移动，使金属阳离子与电子分离，从而造成对埋地金属管线的腐蚀。
另外由于存在着电位梯度，电场会迫使部分电流从铁轨中流出并流入土壤和埋地金属管线中，然后再使电流从埋地金属物中流出，流向大地再返回到牵引变电所的负极，形成对埋地管线的杂散电流腐蚀。
杂散电流的腐蚀及防护
一、杂散电流干扰方式杂散电流是指在地中流动的设计之外的直流电，它来自直流的接地系统，如直流电气轨道、直流供电所接地极、电解电镀设备的接地、直流电焊设备及阴极保护系统等。
其中，以城市和矿区电机车为最甚。
它的干扰途径如图10-60所示。
从图中可以划分三种情况：图10-60 杂散电流干扰示意图1—供电所2—架空线3—轨道电流4—阳极区5—腐蚀电流6—交变区7—阴极区1.靠近直流供电所的管道属于阳极区，杂散电流从管道上流出，造成杂散电流电解。
2. 在干扰段中间部位的管道属于极性交变区，杂散电流可能流入也可能流出。
当电流流出时，造成腐蚀。
3.在电机车附近的管道属于阴极区，杂散电流流入管道，它起着某种程度的阴极保护作用。
以上是一般规律。
实际上杂散电流干扰源是多中心的。
如矿区电机车轨道已作用在当多台机车运行时会产生杂乱无章的地下电流。
供电所很多，形成网状，管道上的杂散电流干扰电位如图10-61所示。
图10-61 杂散电流干扰电位曲线埋地钢质管道因直流杂散电流所造成的腐蚀称为干扰腐蚀。
因属电解腐蚀，所以有时也称电蚀。
这是管道腐蚀穿孔的主要原因之一。
例如：东北地区输油管道受直流干扰的约占5％，腐蚀穿孔事故原因的80%是由杂散电流引起的；北京地下铁路杂散电流腐蚀已经形成公害，引起了有关部门的重视。
随着阴极保护技术的推广应用，也会给地下带来大量的杂散电流。
如近些年来城市地下燃气管道给水管道、地下电缆等采用了外加电流保护，在它的阳极地床附近可能会造成阳极地电场干扰。
在被保护的管道(或电缆)附近可能会造成阴极电场的干扰。
其干扰形式如图10-62和图10-63所示。
其干扰范围与阳极排放电流和阴极保护电流密度成正比。
当单组牺牲阳极输出电流大于100mA时，也应注意其干扰。
二、杂散电流腐蚀的特点1.强度高、危害大埋地钢质管道在没有杂散电流时，只发生自然腐包蚀。
大部分属腐蚀原电池型。
腐蚀电池的驱动电位只有几百毫伏，而所产生的腐蚀电流只有几．十毫安。
杂散电流的腐蚀及防护(终审稿)
杂散电流的腐蚀及防护 Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】一、杂散电流干扰方式杂散电流是指在地中流动的设计之外的直流电，它来自直流的接地系统，如直流电气轨道、直流供电所接地极、电解电镀设备的接地、直流电焊设备及阴极保护系统等。
其中，以城市和矿区电机车为最甚。
它的干扰途径如图10-60所示。
从图中可以划分三种情况：图10-60 杂散电流干扰示意图1—供电所 2—架空线 3—轨道电流 4—阳极区5—腐蚀电流 6—交变区 7—阴极区 1.靠近直流供电所的管道属于阳极区，杂散电流从管道上流出，造成杂散电流电解。
2. 在干扰段中间部位的管道属于极性交变区，杂散电流可能流入也可能流出。
当电流流出时，造成腐蚀。
3.在电机车附近的管道属于阴极区，杂散电流流入管道，它起着某种程度的阴极保护作用。
以上是一般规律。
实际上杂散电流干扰源是多中心的。
如矿区电机车轨道已形成网状，供电所很多，当多台机车运行时会产生杂乱无章的地下电流。
作用在管道上的杂散电流干扰电位如图10-61所示。
图10-61 杂散电流干扰电位曲线埋地钢质管道因直流杂散电流所造成的腐蚀称为干扰腐蚀。
因属电解腐蚀，所以有时也称电蚀。
这是管道腐蚀穿孔的主要原因之一。
例如：东北地区输油管道受直流干扰的约占5％，腐蚀穿孔事故原因的80%是由杂散电流引起的；北京地下铁路杂散电流腐蚀已经形成公害，引起了有关部门的重视。
随着阴极保护技术的推广应用，也会给地下带来大量的杂散电流。
如近些年来城市地下燃气管道给水管道、地下电缆等采用了外加电流保护，在它的阳极地床附近可能会造成阳极地电场干扰。
在被保护的管道(或电缆)附近可能会造成阴极电场的干扰。
其干扰形式如图10-62和图10-63所示。
其干扰范围与阳极排放电流和阴极保护电流密度成正比。
当单组牺牲阳极输出电流大于100mA时，也应注意其干扰。
二、杂散电流腐蚀的特点1.强度高、危害大埋地钢质管道在没有杂散电流时，只发生自然腐包蚀。
杂散电流地腐蚀及防护
一、杂散电流干扰方式杂散电流是指在地中流动的设计之外的直流电，它来自直流的接地系统，如直流电气轨道、直流供电所接地极、电解电镀设备的接地、直流电焊设备及阴极保护系统等。
其中，以城市和矿区电机车为最甚。
它的干扰途径如图10-60所示。
从图中可以划分三种情况：图10-60 杂散电流干扰示意图1—供电所 2—架空线 3—轨道电流 4—阳极区5—腐蚀电流 6—交变区 7—阴极区1.靠近直流供电所的管道属于阳极区，杂散电流从管道上流出，造成杂散电流电解。
2. 在干扰段中间部位的管道属于极性交变区，杂散电流可能流入也可能流出。
当电流流出时，造成腐蚀。
3.在电机车附近的管道属于阴极区，杂散电流流入管道，它起着某种程度的阴极保护作用。
以上是一般规律。
实际上杂散电流干扰源是多中心的。
如矿区电机车轨道已形成网状，供电所很多，当多台机车运行时会产生杂乱无章的地下电流。
作用在管道上的杂散电流干扰电位如图10-61所示。
图10-61 杂散电流干扰电位曲线埋地钢质管道因直流杂散电流所造成的腐蚀称为干扰腐蚀。
因属电解腐蚀，所以有时也称电蚀。
这是管道腐蚀穿孔的主要原因之一。
例如：东北地区输油管道受直流干扰的约占5％，腐蚀穿孔事故原因的80%是由杂散电流引起的；北京地下铁路杂散电流腐蚀已经形成公害，引起了有关部门的重视。
随着阴极保护技术的推广应用，也会给地下带来大量的杂散电流。
如近些年来城市地下燃气管道给水管道、地下电缆等采用了外加电流保护，在它的阳极地床附近可能会造成阳极地电场干扰。
在被保护的管道(或电缆)附近可能会造成阴极电场的干扰。
其干扰形式如图10-62和图10-63所示。
其干扰范围与阳极排放电流和阴极保护电流密度成正比。
当单组牺牲阳极输出电流大于100mA时，也应注意其干扰。
二、杂散电流腐蚀的特点1.强度高、危害大埋地钢质管道在没有杂散电流时，只发生自然腐包蚀。
大部分属腐蚀原电池型。
腐蚀电池的驱动电位只有几百毫伏，而所产生的腐蚀电流只有几十毫安。
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高架:பைடு நூலகம்轨绝缘及高架桥梁与桥墩绝缘隔离
? １——橡胶垫 ? ２——绝缘垫 ? ３——绝缘螺套
2
3 1
二.减少钢轨纵向电阻
? 采用60kg/km钢轨. ? 车站采用均流线 ? 停车场.车辆段的均流线
水泥的介质特点
? 对于湿度较大土壤： 0.1V ? 对与中等湿度的混凝土 : 我国标准： 0.5V 广州试验： 0.3-0.4V
? 腐蚀的钝化状态： <=0.6mA/dm2
当电流从金属流出的密度小到以定程度时，金属水泥发生电化学反映，生成高电阻率介质附在 金属表面，其道阻止杂散电流继续对金属的腐 蚀作用。
节点法数学模型及原理介绍
V1k-1
K-1 i1k
K V1k
i1k+1
K+1 V1k+1
1
V2k-1
i2k
V2k
i2k+1
V2k+1
2
Vmk-1
imk
Vmk
Gmk
imk+1
Vmk+1
m
参考电极的类型
? 硫酸铜(液态)
优点：精确 缺点：使用寿命短(10年)、漏液
? 锌(固体)
排流柜的防护作用---双刃剑
排流柜工作时的钢轨电位 排流柜不工作时的钢轨电位
杂散电流防护设计的方法
关于杂散电流收集网截面的大小计算-类似于供电计算 1. EU标准 2. 供电模拟 列出运行模拟-牵引计算 运行图模拟 全线列车运行扫描 钢轨、道床钢筋收集网、隧道钢筋收集网电位计算 校验钢筋收集网电位
优点：使用寿命长(20年) 缺点：不精确
? 氧化钼(胶体)
使用寿命长、精确
硫酸铜参 考电极
氧化钼
参考电极
杂散电流防护设计原则
? 目标
尽量减少杂散电流，使杂散电流防腐蚀设计在轻轨系统运 营年内结构不受影响。
? 安全原则 运行人员及旅客安全 设备安全接地 ? 标准 我国标准 CJJ49-92 参照欧洲及德国标准
钢筋收集网截面计算流程
列车运行模拟：电流、时间、地点
运行图模拟
选择钢筋截面
建立供电网络数学模型
高峰小时起点
扫描全线列车位置、电流
下一时间点
计算该时间钢轨、道床钢筋、隧道钢筋电位
No
YES 计算到时间终点了吗？
No
统计计算该时间全线各点钢轨、道床钢筋、隧道钢筋电位
钢筋电位是否在控制范围？
YES
STOP
安装排流柜时钢轨纵向电压曲线
道床收集网
收集网纵向钢筋 焊点
收集网横向钢筋
5m 5m
5m
5m
高架桥中收集网
被选择为收集网的结构钢筋 铜排连接端子
桥墩 收集网
绝缘橡胶垫 95mm2 电缆
5m 5m 5m
伸缩缝
隧道：钢轨绝缘及高架桥梁与桥墩绝缘隔离
2
排水沟
3
道床收集网
隧道收集网
杂散电流监测系统
? 设计完备的杂散电流监测系统,为运营维护提供 依据. ? 杂散电流的监测系统为自动测量系统,采用微机 综合测试装置,将沿线收集网钢筋电位进行自动测 量并自动统计结果. ? 收集网钢筋为主要监测对象. ? 辅助测量桥墩钢筋腐蚀电位.
杂散电流防护介绍
杂散电流的概念
OH L
钢轨电位分布
RAIL
阴极区
阳极区
阴极区
杂散电流的概念
阴极区
阳极区
阴极区
OH L
RAIL 道床钢筋 隧道钢筋
杂散电流对金属电化学腐蚀的原理
电流进入 Fe3+,Fe2+
Fe 电介质
电流进入
水泥的介质特点
? 水泥是硅酸盐 ? 其电阻率与其含水分多少有关 当湿度大时：体积电阻率 =1 当湿度小时：体积电阻率 =1000000000 所以控制隧道内漏水是杂散电流的主要措施。
平方成正比。
杂散电流防护的基本措施
杂散电流防护系统对地铁设施采取的措施从其作用上来讲是有主次 分的，一方面是主要措施，是从根本上减少从钢轨上泄漏电流、直 接减少对钢轨及结构钢筋腐蚀的措施，另一方面是辅助、备用措施 ，是从腐蚀程度上缓解、在主要措施作用降低时备用措施起到缓解 用的措施。 主要措施包括： ? 加大钢轨对的泄漏电阻的措施
正线区段均流线连接示意图
停车场回流及均流线设置示意图
车辆段负回流系统图
三.杂散电流收集网系统
? 杂散电流从钢轨泄漏遇到的第一层电阻较小的通 路为道床结构钢筋或桥梁结构钢筋,将这些结构钢 筋焊接或具有一定截面的均匀分布的金属网. ? 杂散电流收集网能将一半以上杂散电流收集在收 集网内,因 杂散电流总是走最小的电阻通路,收集网 减少了 杂散电流继续向城市设施泄漏的数量. ? 应对 杂散电流的截面有一定的要求,以保护收集 网本身.
如：在钢轨下加绝缘垫、采用绝缘扣件、与钢轨连接电缆需对地绝缘、 电化区段钢轨与非电化区段钢轨隔离等。
? 减小钢轨纵向电阻的措施
如：在钢轨缝需要铜电缆连接、采用重型钢轨、钢轨纵向间焊接电阻大 小要求、均流线连接等
? 道床杂散电流收集网
指利用道床内部本身的钢筋网，在电气上焊接成网，对收集网纵向电阻 有一定要求，从而控制杂散电流从钢筋网上溢出密度使电气腐蚀控 制在钝化状态。
杂散电流防护的基本原理
辅助、备用措施包括： ? 内部钢轨隔离措施 如：地上与地下钢轨之间绝缘结、珠江隧道处绝缘结、车辆段钢轨与正线隔
离等。 ? 排流措施 指使用排流柜，排流柜的使用有其负作用，使区间钢轨地位上升，杂散电流
总量加大，只在主要措施“钢轨对的泄漏电阻措施”年久降低时，为了 保护结构钢筋不受腐蚀采用的措施，以增加钢轨腐蚀为代价。 ? 隧道杂散电流收集网 在道床排流网起作用保证道床钢筋在钝化腐蚀状态时，隧道杂散电流收集网 作用较小，在杂散电流较大时可防止电流扩散到地铁系统外部及保护隧 道钢筋电化腐蚀控制在电化状态。
钝化层 钢筋
杂散电流防护的基本原理
? 英美苏派 ? 欧洲大陆派 ? 我国标准目前已落伍，来源与前苏联 ? 目前欧洲标准是发展、统一的方向
杂散电流防护的基本原理
? 共同点：
轨道要求绝缘、减少钢轨电阻、道床收集网
? 不同点：
内部钢轨隔离措施、排流措施隧道、杂散电流收集网
基本原理： 进入设施内部电流的数量与地下设施金属与地铁线路平行的长度的
杂散电流防护的主要措施
?堵 ? 减小回流系统纵向电阻 ? 杂散电流收集网系统 ? 杂散电流监测系统 ? 接地系统 ? 对各专业要求（接口）
一.堵
隔离、控制所有可能的杂散电流泄漏途径，减少杂散电流 进入轻轨的主体结构、设备及可能与其相关的设施。 主要措施： 1.钢轨与道床及高架桥采取绝缘措施，采用绝缘扣件及绝