地鐵雜散電流的危害及其防護

李 凱

（南京地鐵運營有限責任公司，江蘇南京 210012）

地鐵雜散電流的危害及其防護

李 凱

（南京地鐵運營有限責任公司，江蘇南京 210012）

簡單闡述地鐵雜散電流的形成及危害，提出雜散電流的防護辦法。

雜散電流；危害；防護

正文

目前，地鐵系統的供電方式一般采用直流供電。在地鐵的供電系統中，理想情況下，電能由牽引變電所正極經由饋電線、接觸網（軌）輸送給電客車，而又從電客車經鋼軌（軌道回路）、回流線返回牽引變電所的負極。

1. 雜散電流的產生

直流牽引供電系統在理想的狀況下，電客車所需的牽引電流由牽引變電所正極出發，經由接觸網（軌）流向電客車，再由回流軌、回流線返回變電所，鋼軌作為回流線路的一部分，有電流經過。但鋼軌與隧道或道床等結構鋼之間的絕緣電阻并不是無限大，這樣勢必造成牽引電流不能全部經由鋼軌流回牽引變電所的負極，總有一部分電流會泄漏到隧道或道床等結構鋼上，然后經過大地流回牽引變電所的負極，這部分泄漏出來的電流就是雜散電流，也稱作迷流。

2 .雜散電流的影響和危害

雜散電流是一種不按照規定途徑移動的電流，它存在于土壤中，與需要保護的設備系統沒有關聯。雜散電流是一種有害的電流，它的危害可以概括為兩個方面。

第一，雜散電流的存在會造成地下金屬管線的腐蝕。根據統計，鋼軌的雜散電流腐蝕在隧道內及道岔等部位尤為顯著。雜散電流通過混凝土時對混凝土本身并不產生影響，但如果有鋼筋存在，鋼筋很容易發生腐蝕。如果結構物中的鋼筋與鋼軌有電接觸，則更容易受到雜散電流腐蝕。在地鐵運營一段時間后，如果要對遭受雜散電流腐蝕破壞的鋼筋混凝土結構進行維修和更換將是十分困難的。埋地管線主要有自來水管、石油管線、蒸汽管線、煤氣管線等公用事業管線以及各種電纜管等，這些管線存在不同程度的雜散電流腐蝕問題，有些鐵管在埋入數年內甚至數月內就會發生腐蝕，如果不在設計和建設時提前考慮雜散電流的腐蝕問題，將產生極為嚴重的后果。

第二，雜散電流的存在會對電氣設備造成影響。雜散電流若流入電氣接地裝置，將會造成過高的接地電位，使某些設備無法正常工作，雜散電流所引起的過高的接地電位甚至有可能危及人身安全。如果軌道局部或整體對地的絕緣變差，則對大地的泄漏電流增大，地下雜散電流增大，會使鋼軌電位發生變化，有可能引起牽引變電所的框架保護動作，給地鐵牽引供電帶來不利影響，甚至影響地鐵的正常運營。而且，軌電位過高的情況下，雖然牽引供電系統內安裝有軌電位限制裝置，但在車輛段等有工作人員的區域，仍有可能對人員的人身安全構成威脅。

3 .雜散電流的防護辦法

雜散電流的防護設計應采取“以堵為主，以排為輔，防排結合，加強監測”的原則。以堵為主，就是隔離和控制所有可能的雜散電流泄漏途徑，減少雜散電流進入城市軌道的主體結構、設備以及可能與其相關的設施。以排為輔，就是通過雜散電流的收集及排流系統，提供雜散電流返回至牽引變電所負極的通路，防止雜散電流繼續向本系統外泄漏，以減少腐蝕。加強監測，就是設計完備的雜散電流檢測系統，監視、測量雜散電流的大小，為運營維護提供依據。

對地鐵雜散電流的防護，按照 “以堵為主，以排為輔，防排結合，加強監測”的原則，通常在地鐵建設過程中以及建設完成后的運營中采取以下措施進行防護，以減少雜散電流的危害。

在設計建設階段,可以采取的措施主要有以下幾點：

（1）地鐵設計時可根據實際條件適當縮短牽引變電所之間的距離，并盡量采用雙邊供電。根據測算統計，雜散電流與供電距離的平方近似成正比，縮短供電距離可有效減少雜散電流。

（2）在條件允許的情況下，盡可能增強鋼軌與軌枕、整體道床之間的絕緣，盡可能增強整體道床與隧道、高架橋梁、車站間的絕緣，在高架區段，盡可能增加橋梁與橋墩之間的絕緣。總之，盡可能降低雜散電流擴散的可能性。

（3）建立雜散電流收集網和雜散電流排流裝置。利用整體道床內結構鋼筋的可靠電氣連接建立主要的雜散電流收集網，利用隧道、車站結構鋼筋的可靠電氣連接建立輔助雜散電流收集網，并借助使用電纜確保全線的雜散電流收集網在電氣上連續。

在運營階段，可以采取的措施主要有以下幾點：

（1）定期對全線軌道線路清掃，保持線路清潔干燥，保持鋼軌絕緣墊和軌道扣件處無易導電物質影響其絕緣性能，確保鋼軌對地絕緣良好。

（2）定期檢查雜散電流收集網之間的迷流電纜等是否連接良好，有無缺失，連接螺栓是否生銹等。如果這些連接部件狀態不良，應及時進行修復。

（3）定期利用雜散電流綜合測試裝置，監測整體道床結構鋼筋、車站隧道結構鋼筋、高架橋梁結構鋼筋相對周圍混凝土介質的平均電位是否超標，以便決定是否對鋼軌回路及鋼軌泄漏電阻進行測試檢查，然后結合測試結果進行維護。

（4）根據實際需要，合理使用前期設計安裝的雜散電流排流裝置進行選擇排流。

結語

隨著地鐵運營時間的增加，雜散電流的產生是不可避免的，雜散電流是一種有害的電流，它所帶來的影響是多方面的，會對地鐵系統中的設備、設施帶來不利影響，嚴重的甚至會影響人員安全。如果不加以重視，很可能造成非常嚴重的后果。本文結合工作經驗，參考和總結一些文獻資料以及專業內前輩專家們的觀點，簡單闡述了雜散電流的危害及其防治。

[1]宋奇吼,李學武等.城市軌道交通供電[M].北京:中國鐵道出版社,2012:15-35.

[2]譚冬華.地鐵雜散電流的危害與防護[J].都市快軌交通,2007,20(1).

[3]中華人民共和國建設部.地鐵雜散電流腐蝕防護技術規程[S].北京:中華人民共和國建設部,1992,7.

TU74

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1007-6344（2015）10-0338-01