地铁工程杂散电流监测防护系统讲稿

浅谈地铁杂散电流的监测与防护系统

电阻是均布的；地下的金属构件纵向电阻是均布
鉴于上述原因，越来越多的新建地铁线路使
用了各种监测与防护设备，对杂散电流进行防护和
监测。本文在已投入运营和正在建设的上海地铁系
统的基础上，对地铁杂散电流的监测与防护系统做
ＡｂｔａｔＴｅｓａｕｒｎｆｈｔｙｔｍｒｂｅｗｈｃａｏｅｉｎｒｄＴｈｓｐｐｒｉｏｎｃｅｔｓｒｃ：ｈｔｙｃｒｅｔｅｍｅｏｓｓｅｉａｐｏｌｍｉｈｃｎｎｔｏｅ．ｉａｅｃｎｅｔｄｗｉｒｏｔｒｓｂｇｓｈｔｅｓｕｃ，ｈｒｃｐａａｄｔｅｄｍａｅｏｅｓａｕｒｎ，ｉｃｓｅｅｐｉｃｐａｏｅｓａｕｒｎｎｔｒｎｎｈｏｒｅｔｅｐｉｉｉｎａｇｆｈｔｙｃｒｅｔｄｓｕｓｓｔｒｉｉｆｈｔｙｃｒｅｔｎｈｔｒｈｎｔｒｍｏｉｉｇａｄｏｐｏｅｔｎｉｔｏｕｅｔｅｍｏｉｒｎｎｒｔｃｉｎｓｓｅｏｅｓｒｙｃｒｅｔｎｈｒｎｉｌｆｔｅｓｓｅｒｔｃｉ，ｎｄｃｈｎｔｉｇａｄｐｏｅｔｙｔｍｆｈｔａｕｎｄｔｅｐｃｐｅｏｙｔｍ．ｏｒｏｏｔａｉｈ
与之正极相连的接触轨或架空接触网，向电动列车
就称为杂散电流，又叫迷流。
随着线路运营时间的延长，运营环境的逐步恶化，泄漏电阻值还将逐步减小。尤其是作为回流通路的走行轨，大多安装在隧道内的道床上，而其在地面线路的部分更是直接安装在露天，经受着风

城市轨道交通杂散电流防护系统

ＳｙｓｔｅｍｏｆＵｒｂａｎＲａｉｌＴｒａｎｓｉｔＳｔｒａｙ
杂散电流监测系统是杂散电流的重要防护措施。虽然通过一系列的杂散电流防护措施，如：降低牵引
ｆｏｒｕｒｂａｎｔｈｅｍａｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ
ｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔｓｔｒａｙｃｕｒｒｅｎｔｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ
向平均值、最小值；⑤信息报警，在设定上、下限后，
根据测量值和计算值进行信息报警。微机管理系统
软件支持ｇ／ｓ系统架构，具有ＷＥＢ发布功能，便携
式计算机、平板电脑等终端可通过ＩＥ浏览器实时查询杂散电流信息。７）便携式监测分析仪。由电源及电池模块、采
装置中设置一套智能控制器，实现电流、电压数据采
集，二极管、隔离开关、消弧装置状态信号采集，以及智能消弧装置控制、电动隔离开关控制。智能控制装置采用ＲＳ４８５接口接入到监测装置。３）参比电极。采用的氧化钼参比电极，具有体积小、电位稳定、耐振动、寿命长、适用于较干燥混凝土结构测试等特点，极化电位波动≤３０ｍＶ，寿命≥１《）年。４）传感器。智能传感器主要完成对参比电极与结构钢筋（金属管线）的电位监测以及轨道－结构钢筋的电位监测，安装在沿线各测试点处。测试点
２８４．２６
属管道、通信电缆外皮，以及车站、区间隧道和高架桥梁主体结构中的钢筋，使其发生电化学腐蚀。这不仅会缩短金属管、线的使用寿命，而且还会降低城市轨道交通钢筋混凝土主体结构的强度和耐久性，
甚至酿成灾难性的事故。
１杂散电流监测系统
Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ
ＣｕｒｒｅｎｔＨｕａｎｇＹｕｐｉｎｇ
ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎａｎｄＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ

例谈杂散电流危害和监测

例谈杂散电流危害和监测发展地下交通已成为目前国内大中城市解决市内交通拥挤的主要方法之一。

借鉴前期运营开通的几个城市轨道交通之经验，杂散电流在地下轨道交通中的危害也日益引起设计、施工、运营等各环节的重视。

本文借助笔者参与的郑州轨道交通一号线建设，浅谈杂散电流防护系统的组成。

1、杂散电流的形成与危害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，由于钢轨对地绝缘不充分，有少量电流不沿回流轨回到牵引变电所负极，而流向电位低、电阻率低的位置，形成杂散电流。

并造成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，破坏结构钢的强度，降低了其使用寿命。

2、预防杂散电流的方法目前国内对杂散电流的预防一般采用“堵、测、排”的方法。

“堵”即在回流轨与地之间采取有效的绝缘，控制和减小杂散电流产生的根源，隔离所有可能的杂散电流泄漏途径，尽可能让回流轨中的电流全部流回牵引变电所的负极，而不向地下泄漏；“测”即通过与排流网电气连接的测防端子和走行轨来监测杂散电流大小，以便超标时及时采取措施；“排”即将回流轨中部分向外泄漏的电流，通过设置合理的排流网结构，为杂散电流提供一条畅通的低电阻通路。

在直流牵引供电系统中，对杂散电流的防护的原则：“以堵为主、以排为辅、堵排结合、加强监测”。

结合郑州地铁一号线杂散电流检测系统，简述预防环节的构成。

3、系统组成区（每座牵引变电所设置一套监测装置）监测，集中管理的方案，即在每一个供电分区内设置一个子系统（包括传感器、监测装置和排流柜），每个子系统的监测装置与变电所综合自动化系统通信联网上传故障、报警等信息。

监测装置与排流柜通信，采集数据并控制排流。

在变电所光纤交换机预留一个电口和2M 通信带宽，给监控主机和每个监测装置分配IP 地址。

通过以太网接口，监测装置将传感器采集的数据经通信通道上传至杂散电流监控主机，并与之通信。

在每个测试点，将参比电极端子和测试端子接至传感器，将该车站区段内的上行/下行传感器通过通信电缆分别连接到设置于牵引变电所的杂散电流监测装置。

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。

地铁杂散电流腐蚀及其防护措施

摘要:地铁主体结构钢筋、电气设备、地铁附近的埋地管线经常遭受地铁杂散电流的电化学腐蚀。

这种杂散电流腐蚀减少埋地管线使用寿命,降低地铁主体结构的耐久性和强度,有时甚至造成灾难性的事故。

同时造成一定的经济损失。

讨论了地铁杂散电流的危害,并给出了较为详细的减少杂散电流及其防护的方法。

关键词:地铁。

杂散电流。

防护。

监测1 概述地铁具有运量大、安全舒适、运输成本低等优点,且与地面的交通工具互不干涉,因此成为解决城市交通拥挤紧张状态的有效途径。

目前地铁列车牵引动力一般用直流电,由设置在沿线的牵引变电所通过架空线或第三轨向列车馈送电量,并利用走形轨作为回流线路。

直流供电的地铁系统的走形轨本身具有电阻且走形轨对地做不到完全绝缘,所以有一部分电流从走形轨泄漏到大地。

这部分从走形轨漏出的电流被称为杂散电流又叫迷流。

杂散电流从走形轨漏出后,经过地铁的道床流入大地,然后从大地流回钢轨回流点。

若地铁附近有导电性能较好的埋地金属管线(如自来水管、煤气管道、电缆等),则有一部分杂散电流选择电阻率较低的埋地金属管线作为流通路径,在变电所附近从金属管线中流出流回变电所。

对于走形轨杂散电流是在远离变电所的地方流出,对于埋地金属管线杂散电流是从变电所附近的部位流出,由于土壤或其它介质的作用,金属体有电流流出的部位发生电解,使金属体遭受电化学腐蚀。

这种电化学反应易腐蚀地铁钢轨、地铁主体结构钢筋、地铁线路附近的埋地金属管线,减少埋地管线使用寿命,降低地铁主体结构的耐久性和强度,有时甚至造成灾难性的事故。

钢轨埋设在地表面,易于发现损坏状况,且便于更换,所以杂散电流腐蚀对其的危害不是很大。

但由于地铁主体结构钢筋和埋地金属管线埋设在地下,其腐蚀情况不易察觉,所以杂散电流腐蚀对地铁主体结构钢筋和埋地金属管线的腐蚀危害是很大的。

例如从20世纪70年代开始运行的北京地铁一期工程的主体机构中的钢筋已发现有严重的杂散电流腐蚀。

北京、天津地铁都有水管被侵蚀穿孔的情况。

地铁杂散电流危害及防护

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。

杂散电流概念：通过工作接地极或其他途径无规律地流向大地或接地金属件的电流。

电力（一级学科）；配电与用电（二级学科）在非指定回路上流动的电流。

机械工程（一级学科）；腐蚀与保护（二级学科）；电化学腐蚀（三级学科）任何不按预定通路而流动的电流。

煤炭科技（一级学科）；矿山电气工程（二级学科）；矿山电气安全（三级学科）杂散电流就是一种因外界条件影响而产生的一种电流.例如在电气的高压试验中,直流泄漏或直流耐压试验中,因为高压部分对地存在电容,从而有电流从这个电容流过.由于电气化铁路、矿山、工厂、港口各种用电设备接地与漏电，在土壤当中也会形成杂散电流的循环。

指存在于预设的电源网路之外的电流，其主要来源一般为：1.电气牵引网路流经金属物（指铺轨以外的金属物）或大地返回直流变电所的电流；2.动力和照明交流电路的漏电；3.大地自然电流；4.雷电和电磁辐射的感应电流等。

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。

地铁杂散电流的防护与接地(作者---丁复华)

地铁结构杂散电流的防护与接地本文主要总结和说明了地铁杂散电流腐蚀防护的目标、特点、基本方法、排流防护标准、最佳防护及结构接地等问题。

1 杂散电流的危害与防护目标我国城市轨道交通除重庆市2号线采用跨座式外，各线均采用直流牵引供电、走行轨（铁轨）回流制式。

这种做法虽具有节省投资的优点，但不可避免地会产生杂散电流（俗称迷流）和电腐蚀。

其危害是：1）危害地铁结构的强度和寿命，“混凝土结构中钢筋受迷流腐蚀而引起结构的破坏是影响（地铁）混凝土结构强度和耐久性的最主要因素”（1）。

英国伦敦早期地铁为解决杂散电流的危害不得不将铁轨回流改为四轨回流。

2）影响地铁内金属管线的使用寿命。

金属管线如不按杂散电流防护要求敷设，其使用寿命也会受到影响，如北京地铁环线1993至1994年间敷设的热水管道，其寿命不足5年。

3）杂散电流流入或流出地铁外部的金属管线及地面钢筋建筑，影响到这些管线的阴极防护和使用寿命。

4）地铁杂散电流的存在还干扰和影响到地铁沿线周围大地电场的分布，这种影响可达十几公里。

杂散电流的这些危害对刚建成后新线的运营来说还不是当前最紧迫的，因而得不到设计、建设、施工、验收和运营部门的重视。

但从不危害其他公众利益，安全运营和科学发展观出发，应该进行防护。

我国为此专门制定了《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》，因此对杂散电流的防护内容及目标也应从消除这四方面的危害出发，做到：1）不因杂散电流影响地下隧道、高架桥梁结构的耐久性（强度）；2）不因杂散电流影响系统内各种金属管线（含钢轨）的使用寿命；3）不因杂散电流影响系统外金属管线和建筑结构的使用寿命；4）不因杂散电流产生电磁干扰及电击事故。

要达到这些目标，需全面综合考虑防护措施，经过技术经济比较，选择最佳防护方案，做到“既不害己、又不害人”。

2、地铁杂散电流防护的基本出发点及特点1）产生杂散电流腐蚀的必要条件是：直流电流从金属表面流出并具有正电位。

因此杂散电流防护的最基本出发点是将流入金属的杂散电流直接送回变电站，而不让它从金属表面再流出（称为积极防护法）；或尽可能减少从走行轨流出的杂散电流，从而也就相对减少了从金属表面流出的电流（称为消极防护法）。