淺談現代有軌電車迷流危害及防護

張竹林

【摘 要】現代城市軌道交通項目建設飛速發展，有軌電車在技術性能、設計等方面脫引而出，得到了人們的青睞。但由于現代有軌電車迷流腐蝕對城市軌道系統等方面帶來的嚴重危害，使人們不得不把關注的焦點集中在防護措施上，本文簡單分析了現代有軌電車迷流的形成原因并提出相應的防護方案。

【關鍵詞】現代有軌電車；迷流；防護；危害

1 現代有軌電車的定義以及供電方式

隨著社會經濟的快速發展，城市交通作為城市運輸和物流的媒介得到了人們的高度重視。我國明確指出有軌電車是采用低地板車輛和選擇多供電模式，電力牽引線路的設在地面上的一種交通方式，并且與道路上其他交通方式共享路權。

現代有軌電車的供電方式有很多種，其中包含架空接觸網供電方式、電磁供電方式以及車載蓄電池或超級電容供電方式。

2 現代有軌電車迷流的形成和腐蝕的原因

在有軌電車的不同運行過程中，總會形成大小差別很大的工作電流，迷流也會不可避免的形成。通常情況下，現代有軌電車設計時電路中電流是在指定的回路內流動最后流回到電源負極，但是有的無法流回到電源負極，這些“迷失”了的電流有的泄漏到周圍土壤介質中，有的在不應有電流的導體內流動形成迷流也叫做迷流，對人類及各種設施有危害作用。[2]

綜上所述，形成迷流的原因具體可歸納為以下兩點：①電流泄漏。由于設施的絕緣性能不好，使電流發生泄漏，自由電子定向移動產生迷流。如果金屬體所處的電解質環境適宜，那么陽離子和電子就會分別與電解液中的物質相互反應，金屬陽離子就會脫離金屬體，使金屬體被腐燭。②電位梯度。在力的作用下金屬帶電粒子會產生電場力，因為電位梯度的不同，使金屬陽離子與電子分離形成迷流。分離出來的離子會讓金屬結構遭到腐燭。[1]迷流對各種金屬設施產生的電化學腐蝕不僅速度快危害大。如果不及時處理，就會造成巨大的經濟損失，以及公共安全。

3 現代有軌電車迷流的危害

迷流腐燭防護復雜繁瑣，在設計、施工、運營等各環節就需提前充分考慮在內，而且還涉及到供電方式、金屬構件和接地系統等方面。如果不重視腐蝕的危害，在損耗材料和人力的同時還會危害人們的人身安全。尤其危害到城市用自來水管道、煤氣管道以及石油管道。有關資料表明，鋼軌的迷流腐蝕尤其顯著，設計壽命為35年的鋼軌由于迷流的腐蝕，可能只能運營數年。[2]

因為腐蝕作用造成的對大地泄漏的迷流增大，使鋼軌內部沒有了穩定的電流，也就沒有穩定的電力牽引，這種連鎖反應都可能阻礙牽引系統的保護動作，讓有軌電車的牽引供電安全沒有了保障，該列車則會處于不受掌控的狀態，威脅乘客的安全。這樣會造成整個線路軌道與大地間的絕緣力不同的場面，整個線路的軌電位都不相同，也就說明了電車運行的整個期間都處于一種很紊亂的電位狀態，有的超過正常允許值甚至異常。因為迷流的不確定性，它沒有按指定電路流動到處泄露可能會流入電氣接地裝置，電氣接地組織的內部的電位也會改變形成電位差。電氣接地組織一旦破壞，現代有軌電車就不能正常工作，它不在收各種設備的有序的控制，就像是脫了韁的野馬，可想而知會對乘客的安全構成威脅。

4 現代有軌電車迷流的防護

因為絕緣效果不好原因，會讓迷流流入混凝土中，這樣會從根本上破壞混凝土結構。這樣帶來的的危害成本巨大，損失的不僅僅是材料和設施，最主要的問題是就目前的人工技術可科技而言，這種混凝土結構的破壞維修很難，沒有達到那個水平，也沒有一定的科學指導技術，暫且不說技術問題，就是其成本也高的讓人無法想象。這樣看來，迷流影響的混泥土結構不僅僅是技術問題，還有另一方面是成本投資問題。

從現在的技術而言雜散現代有軌電車迷流的存在不可避免，對于存在的迷流對城市中管道的腐蝕我們可以對被腐蝕管道進行一定的措施。如犧牲陽極保護方式、外加電流陰極保護方式。

現代有軌電車迷流防護設計主要是以防治為主、以排流為輔。主要體現在以下幾個方面：

4.1 減小機車取流電流值

因為現代有軌電車靠直流電牽引，直流電流測存在是必然的，相對而言直流電流越大泄露的就越多。為了減小有軌電車的取流電流值，就要先減小向外泄漏的迷流，即通過輔助收集網使小部分迷流流回變電所。[3]

德國的卡爾斯魯厄至Bret ten的線路采取的就是卡爾斯魯厄模式，采用雙流制有軌電車系統。只要電車的取留電流值變小就可以很好的解決這個問題，那么什么是雙流制系統呢？雙流制系統就是在有軌電車采用兩種不同的電壓和電流供電方式。德國人通過新型的模式減小有軌電車的取留電流值，達到減小迷流的目的。

4.2 加大鋼軌過渡電阻

具體可從以下幾個方面實行：①定期打掃軌道絕緣材料上的垃圾，保持清潔。②在道床下面安裝與鋼筋隔離的防水層。③使用絕緣軌縫讓分區隔離。這樣既降低了鋼軌電壓，使軌道上的較高的電壓不會被引入到有軌電車內，達到減少有軌電車內迷流目的，也防止泄漏至正線結構的鋼筋產生腐蝕。④在工程建設過程中做好防水與排水工作。

由于現代有軌電車在地面進行運營。為了美化城市整體效果大部分有軌電車在軌行區域會選擇種植草皮，需要對草皮養護澆水，如已經運行的蘇州有軌電車、沈陽有軌電車。所以在防水排水這塊尤為重要。蘇州有軌電車的防水排水措施是每隔30m設置有排水溝和專用排水盒，它們的主排水溝、蓋板等和與排水溝連接的各種設備與軌道絕緣，這種防護措施不僅能排除軌道內的積存雨水和排除地面雨水對軌道的影響，在一定程度上還會綠化鋪裝土壤滲水。

4.3 建立迷流收集網

我們知道，現代有軌電車是通過走行軌回流至變電所負極柜，然后走行軌必然會產生電流的泄露，所以我們在軌道層要建立完善的雜散鏈路收集網，迷流收集網不僅將各個供電區段內的的結構鋼筋連成一體，并且通過電力牽引變電系統前端形成迷流通路，達到對外屏蔽迷流的效果。

由于現代有軌電車的運行特殊條件，以及受到綠化的影響，所以迷流泄露正常情況下比地鐵更為嚴重。在迷流收集網的設計中尤為重要。蘇州有軌電車2號線根據計算結果，上下行迷流收集網不小于1000mm2即可滿足計劃電位要求，經過軌道專業的溝通將其提升到2000mm2。其次就是要控制好施工質量。

4.4 減小走行軌縱向電阻，減小回路電阻

具體措施如下：①采用先進無縫鋼軌焊接技術并且增大走行軌的截面尺寸。②增加鋼軌之間的均流電纜和加大回流電纜截面積。

蘇州有軌電車1號線采用的是60R2槽型鋼軌截面積達到76.11cm2并且采用國際先進的移動閃光焊接，質量得到了保證。在均流電纜方面每行兩根鋼軌每隔200m設置一處均流電纜，上下行每隔600米設置一處均流電纜。采用150mm2，回流電纜采用4根150mm2，保證了回路的暢通。所以在迷流控制方面蘇州有軌電車得到有效的效果。

5 結束語

有軌電車作為中小城市的發展重點越來越得到人們的關注，然后迷流的產生由于收到技術和施工質量的限制很難得到避免，本文重點闡述迷流的對城市危害以及對有軌電車迷流的設計、防護。針對實際國內建設情況進行簡單分析。由于本人見識有限還請各方面的專家提出寶貴意見。

【參考文獻】

[1]龐原冰.城市軌道交通迷流研究[D].成都：西南交通大學，2008.

[2]曹阿林.埋地金屬管線的迷流腐蝕防護研究[D].重慶：重慶大學，2010.

[3]迷流防護系統介紹[Z].徐州和緯信電科技有限公司，中國礦業大學信電學院.

[責任編輯：王楠]