浅析地铁杂散电流产生和防护措施

摘 要：交通行业的发展使得人们外出的过程中得到很大的便利。近几年来我国在交通运输行业开展了地铁这种交通运输项目的发展，这种交通运输不仅在速度上有很大的提升，而且对环境的污染也比较低。这也在很大的角度上决定了我国地铁运输的广泛发展。而且我国目前的地铁机车运行的动力大多数是直流动力，但是在直流电力的使用过程中经常会掺杂一些杂散电流，这些杂散电流的出现对整个地铁机车的运行产生非常大的影响。因此，本文主要针对于地铁内杂散电流产生进行全面的分析，并根据分析结果提出有效的防治措施。

关键词：地铁；杂散电流；防护措施

在对地铁的研究中发现，直流电力在牵引地铁机车运行的过程中，还会产生一些杂散电力，这对地铁的运行产生的危害是非常大的。主要为还在于会为地铁内运行的机车产生腐蚀，严重的阻碍的地铁内部机车的正常运行。这种腐蚀性不仅仅会引起金属管线的寿命发生减短的现象，还会在很大的程度上导致地铁内部钢筋混凝土的结构出现损坏，对其耐久性和使用寿命也出现大幅度的降低，严重的情况还会导致地铁内部发生严重的交通事故。这些由于地铁内部出现杂散电力而出现的问题在地铁运行的过程中必须进行全面的排查，只有这样才能促使我国地铁更好的发展。

1 杂散电流腐蚀机理

物理学上电力知识清楚的说明，在直流电力的使用过程中，经常或由于电力使用结构本身不稳定或者其他因素而导致杂散电流的出现，这些杂散电流对电力设备的运行起到严重的阻碍作用，主要表现在对电力设备腐蚀上。但是这种腐蚀性的产生机理，很多人并不是特别清楚，因此在这里笔者就对产生腐蚀的机理进行全面的描述。

要想对腐蚀机理进行描述，首先要对杂散电流产生的原因进行深入的分析。在研究过程中发现，杂散电流的出现是因为电力设备在使用的过程中由于自身的电力不稳定而出现电力没有直接进入电力设备当中，而且因为设备运行的原因进入了电力设备周围的土壤中。而土壤这种物质本身就是一种电解质，这就在土壤与电力设备之间形成的杂散电流。而且杂散电流在土壤中进行流动的过程中，如果遇到土壤中的光缆或者金属物体时，电流通过这些物体再次流到地面附近时就会出现就会形成腐蚀。而且长时间的观察中发现，杂散电流的产生与电阻的大小也是息息相关的，主要是因为在电力设备中运行的电阻数值比较大的缘故，这就会出现部分电流在运行的过程中还能够回到金属中去。而且在地铁运行的过程中还会因为地铁基础运行的速度比较快，轨道之间还存在着电流差异，对地下的构筑物和其他物件会产生腐蚀的作用。

2 地铁杂散电流的防护措施

在前面对杂散电流的产生和其腐蚀作用的出现，说明要想促使地铁内部基础更好的发展就必须对地铁内杂散电流的出现进行有效的解决和防护，只有这样才能更好的促进我国地铁运输更好的发展。在研究过程中发现要想对杂散电流进行有效的防护，就需要对以下几点措施进行有效的落实。

2.1 车站、明挖隧道杂散电流防护措施

2.1.1 由于地铁的运行主要是公国直流电力进行引导的，这就需要对主体钢筋的电气连接做出详细的规划。按照对地铁构建的要求需要对固定距离之间的横向钢筋和纵向钢筋都能做到电气连接。另外在地铁轨道上出现焊接的情况，还需要对搭接焊有一个合理的规划。要求搭接的长度要大于钢筋直径的十倍。焊接的长度与钢筋直径相比应该大于钢筋直径的五倍。

2.1.2 在轨旁设置的电话和扬声器等设备，需要按照螺栓的方法进行安装，而且螺栓的尺寸等相关数据还要按照工种的具体要求进行分析制定，要求在施工的过程中能够有效的避开主钢筋。

2.1.3 地铁敞开段中所有通向地面的金属管道和电缆等都加装绝缘管和绝缘接头，使金属管道和电缆等同杂散电流收集网和主体结构钢筋有良好绝缘。

2.2 矿山法隧道杂散电流防护措施

矿山法隧道杂散电流的防护只针对内衬墙远离防水层结构的钢筋提出焊接要求。

2.3 盾构法隧道杂散电流防护措施

盾构法区间隧道防杂散电流设计是指将管片内钢筋全部电气连通，并通过铁垫圈将电气连接点良好引出。以后在隧道管片的拼装中通过铁螺栓和螺母将各隧道管片中钢筋全部电气连通，形成一个等电位的法拉第网，对地铁杂散电流进行电气屏蔽，以防止地铁杂散电流向外泄露和对地铁结构的腐蚀。

3 地铁杂散电流防护措施与要求

随着我国国民经济的快速发展，以地铁为标志的城市轨道交通系统得到了快速发展，但由于地铁是由直流动力机车牵引，产生的杂散电流会对钢轨及其附近地下构筑物钢筋、金属管线等产生腐蚀。因此，必须从以下几个方面对地铁杂散电流腐蚀进行治理。

3.1 消除杂散电流产生的根源，最大限度地减小杂散电流

选用分布式的牵引供电方案，变电站回流线应使用不少于两根电缆，不得从一个牵引变电站向不同的线路实行牵引供电等；钢轨应焊接成长钢轨并采用点支撑，使电流回路畅通，减小回路电阻，从而减小杂散电流的泄漏；在钢轨与轨枕之间，紧固螺栓与混凝土轨枕之间、扣件与混凝土轨枕之间以及钢轨与扣件之间均加强绝缘措施，减小回流轨电流泄漏；属于电源电路的电导体必须绝缘，防止电流泄漏。

3.2 构造杂散电流收集网，加强杂散电流的收集，减小杂散电流向地铁外部及其沿线扩散

利用整体道床内的结构钢筋构成杂散电流收集网，使杂散电流通过收集网流向电源的负极；把车站结构、盾构法隧道管片连续焊接起来，构成杂散电流收集网，减小其泄漏。

3.3 对地铁附近重要的地下金属管线等，单独采取有效的防护措施，同时对腐蚀情况进行监测

采取牺牲阳极的阴极保护措施进行沿线重要结构及管线的保护；利用直接排流法将被保护金属管线等与靠近变电站附近的回流轨直接用导线连接来进行保护；对车站等给排水管采用绝缘安装，管道外部套绝缘套管（UPVC塑料管）；在金属材料表面进行绝缘保护如涂漆等，这样在防止杂散电流腐蚀的同时也可以减弱自然腐蚀的速度；金属设备或管道上设置导流器进行引流，使杂散电流通过导流器而不是直接通过金属表面流向介质，减小杂散电流的腐蚀；对地铁车站等设置自动监测系统，监测地下金属结构受杂散电流腐蚀的程度。

结束语

在对地铁的研究中发现，地铁在运行过中产生的杂散电流，对地铁内部的钢筋有很强的腐蚀性，对地铁的安全使用产生一定阻碍。因此这就需要对地铁内部产生的杂散电流进行合理有效的分析，并根据分析结果提出有效的防护措施，减少杂散电流对地铁造成的腐蚀，进一步实现地铁真正的交通优越性。

参考文献

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