車輛段的雜散電流防護

黃曉靜

(中鐵第一勘察設計院集團有限公司，西安，710043)

0 引言

城市軌道交通中的雜散電流對城市建筑及地鐵本身具有較強的腐蝕作用，因此，應采取有效的措施限制雜散電流的產生，從而降低或消除其不利影響。

車輛段一般位于地面，經出入段線與正線連接，承擔著地鐵車輛的停放、檢修、日常保養和材料供應等重要功能。從雜散電流防護角度看存在許多不利因素。車輛段內線路主要包括停車列檢庫、周月檢庫、靜調庫、洗車庫和庫外線路等。庫外線路采用碎石道床，無法設置雜散電流收集網；而且由于車場內建筑較多，并設有綜合維修基地，設備和管線較多，運營環境特殊，因此與正線相比，車輛段是雜散電流防護的薄弱環節。本文以西安地鐵三號線港務區車輛段、廣州地鐵八號線白云湖車輛段為例，提出對一般車輛段及有上蓋物業車輛段的雜散電流防護方案。

1 一般車輛段雜散電流防護方案

多數地鐵線路的車輛段無上蓋物業開發，如西安地鐵一號線西咸車輛段、西安地鐵二號線渭河車輛段，西安地鐵三號線港務區車輛段，此時只需要考慮車輛段內部的雜散電流防護。由于車輛段內車速較低，牽引電流較小，雜散電流泄漏水平較低，車輛段內設備易于更換，因此雜散電流防護應從鋼軌回流著手，并考慮降低鋼軌電位的措施。具體措施如下：

1.1 牽引回流回路

（1）車輛段應根據接觸網分段情況設牽引回流回路；

（2）停車列檢庫、周月檢庫中間及末端設置均流電纜；

（3）出入段線與正線間、電化庫內線路與庫外線間，電化線路與非電化線路間，電化線路盡頭等設鋼軌絕緣節，并根據實際情況設單向導通裝置。

1.2 車輛段內管線

（1）各種電化庫內的金屬管線采用絕緣安裝，或采用非金屬材料；

（2）車輛段內給排水管盡量采用絕緣性能好、符合城市生活用水標準的PVC管。如采用金屬管道，則需進行防腐蝕涂復并加強絕緣，同時進出車輛段的部位設絕緣法蘭或絕緣短管隔離。

（3）金屬管道在與軌道交叉敷設時，交叉角度應為90°，交叉段管道采用PVC塑料管或金屬涂復絕緣防腐蝕材料。

（4）車輛段內電氣配線管盡量采用絕緣管。

2 上蓋物業車輛段雜散電流防護方案

車輛段占地面積較大，越來越多的城市為了充分利用土地資源，大力發展車輛段上蓋物業開發的模式，如廣州地鐵六號線蘿崗車輛段、廣州地鐵八號線白云湖車輛段、廣州地鐵九號線岐山車輛段、重慶地鐵六號線大竹林車輛段等。因有上蓋物業，且上蓋物業主體結構在軌道之間，主體結構受雜散電流腐蝕的可能性較大，為了保護上蓋物業及車輛段建筑本體安全，對雜散電流更應加強防護，同時應考慮監測及排流措施。以廣州地鐵八號線白云湖車輛段為例，可采取的具體措施如下：

2.1 回流系統的設置

車輛段通過恰當設置回流點和均流電纜來降低鋼軌電位以減少雜散電流的泄漏。車輛段內線路與出入段線之間、車輛段各種電化庫內線路與庫外線路之間設置鋼軌絕緣節并裝設單向導通裝置。縱向軌縫、道岔區段和設置魚尾板的地方，每根鋼軌需要加設連接電纜，連接電纜采用2根150mm2截面的DC1500V銅芯電纜，保證通暢的回流通路。車輛段牽引變電所回流線回數及電纜根數如表1所示。

表1 車輛段牽引變電所回流線回數及電纜根數

2.2 收集網的設置

在電化庫內及試車線下方道床結構鋼筋設置雜散電流收集網，收集網通過連接排流端子的電纜進入變電所排流柜。道床收集網鋼筋與底板結構鋼筋分離，底板結構鋼筋與上蓋結構和結構柱分離。收集網鋼筋與綜合接地網、防雷接地網分離。綜合樓結構底板下方設置接地網，接地網通過電纜接入排流柜。

收集網截面可選取為2000 mm2，經過計算，此時極化電位U為0.012V，滿足相關規范標準中鋼筋極化電位低于0.5V的要求。

2.3 監測方案

車輛段采用集中式監測方案，分別對停車列檢庫、周月檢庫、靜調庫、試車線、洗車機棚內整體道床結構及上蓋主體結構進行監測，具體位置見圖1。在每個測試點，將參考電極和測試端子接至傳感器，傳感器通過測試電纜連接到數據轉接器，數據轉接器將處理的數據通過通信電纜傳送到白云湖車輛段雜散電流綜合監測裝置，見圖2。運營人員利用雜散電流監測系統進行直接查詢、統計等，并及時對相關區段進行清掃和相應的維護管理。

圖1 測量端子平面布置圖

2.4 對軌道專業的要求

（1）鋼軌采用絕緣法安裝。在軌道與混凝土軌枕之間、在緊固螺栓、道釘與混凝土軌枕之間及扣件與混凝土軌枕之間采取絕緣措施，加強鋼軌對道床絕緣。單個鋼軌的支撐處在干燥條件下的絕緣電阻值應達到108Ω以上，潮濕條件下的絕緣電阻值應達到106Ω以上。鋼軌與道床間泄漏電阻應不小于15Ω·km。鋼軌底部與道床之間間隙宜大于70mm。

（2）出入段線與正線之間、各種電化庫內線路與庫外線路之間設置鋼軌絕緣節并裝設單向導通裝置。車場內電化股道和非電化股道之間、電化股道盡頭線與車檔設備之間設置鋼軌絕緣節。

圖2 雜散電流監測系統示意圖

（3）利用整體道床內結構鋼筋，形成道床雜散電流收集網，收集網截面不小于2000mm2，整體道床中結構鋼筋與其它結構鋼筋、金屬管線、接地裝置非電氣連接。

（4）車輛段短枕塊式整體道床、短枕塊埋入式整體道床鋼筋焊接如圖3、圖4所示。

圖3 短枕塊式整體道床鋼筋焊接示意圖

圖4 短枕塊埋入式整體道床鋼筋焊接示意圖

（5）車輛段壁式檢查坑、立柱式檢查坑鋼筋焊接如圖5、圖6所示。

圖5 壁式檢查坑鋼筋焊接示意圖

圖6 立柱式檢查坑鋼筋焊接示意圖

2.5 對結構專業的要求

（1）車輛段結構底板、上蓋結構板以及車輛段內其他建筑結構的底板，均應做好防水處理。

（2）庫前混凝土地面內，應在每根鋼軌旁邊埋設一根DN80玻璃鋼管至庫前碎石道床處，以便穿管敷設連接雜散電流連接端子的連接電纜。

（3）道床的結構應與上蓋主體結構相分離，對上蓋主體結構做絕緣處理及防腐蝕保護。

3 結束語

一般車輛段的雜散電流防護由于結構簡單、關系單一，只需做好絕緣及回流通道；上蓋物業車輛段，由于上蓋主體結構在軌道之間，為保護上蓋物業及建筑物的安全，應在做好絕緣及回流通道的基礎上，增加監測及排流措施，為后期運營維護提供依據，以便及時采取針對性措施。