浅谈杂散电流对城市轨道交通的危害
- 格式:doc
- 大小:27.00 KB
- 文档页数:4
地铁杂散电流的防治与分析摘要:随着现代化经济不断发展进步,城市的轨道交通也在迅速的发展状大,城铁、地铁、轻轨等便利交通运输工具也在快速的走进人们的生活当中,但随之而来的杂散电流问题也在轨道运输交通当中引起关注。
在地铁交通运营过程当中会产生大量的杂散电流,杂散电流会对周围的管线设施和建筑筑基结构的使用寿命产生严重的威胁,如果不及时防护杂散电流带来的损伤,将会造成巨大的损失,并会为地铁的安全运行带来安全隐患,因此研究防治杂散电流尤为重要。
关键词:地铁;杂散电流;防治措施引言城市经济发展快,运输压力增大。
因此,许多城市为了缓解运输的压力都新建了地铁站,地铁行驶速度快、稳定、载客量大、用时短等特点极大程度上缓解了城市的交通压力,地铁在给人们方便的同时也会带来一些问题,地铁在行驶的过程中会产生大量的杂散电流,杂散电流进入地下对地铁设备、金属管线、建筑物基础、地下金属管道造成电化学腐蚀,如果这种腐蚀长期存在就会对这些金属管道造成极大的损伤,造成地下污染气体或液体的泄露。
后果可想而知,这些危害是不可估量的,会对人们的人身财产造成损害。
因此,对杂散电流进行有效的防护是重中之重。
一、杂散电流的产生杂散电流是地铁运行的过程中产生的一部分没有按照正规途径移动的电流,它进入土壤深层,与需要保护的地下设备与城市管道没有必然的联系,只会作用于他们,地铁的运行主要是通过变电所输出的牵引电流电利用架空线将电流输入给列车,然后再通过行进的轨道送回变电站,这个过程形成一个闭环式的回路。
但是,在地铁日常的行驶过程中由于地铁轨道衔接的问题,主要是衔接过大造成接头处电阻的压力过大,或是地铁轨道与地面的绝缘处理的不好等不良因素的存在造成了电流向外部移动的现象,这些外泄的多余电流就是杂散电流,杂散电流深入地下再流入到金属线路、管道等设施,其从一点进入并进行移动从某一点再离开,杂散电流经过的地方就会因为失去电子而产生腐蚀,如果想要确定地铁附近的城市管道是否受到杂散电流的损害,可以通过检测管道的电位变化和以往的数据进行对比分析就可以得出结论。
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。
地铁杂散电流危害及防护地铁是现代城市交通的重要组成部分,它不仅提供了便捷的出行方式,还减少了交通拥堵,改善了城市环境。
然而,地铁运行过程中会产生杂散电流,若不加以合理的防护措施,可能对乘客和设备造成危害。
本文将详细介绍地铁杂散电流的危害及防护方法。
首先,地铁杂散电流的危害主要表现在以下几个方面:1. 电击危害:地铁杂散电流可能导致触电事故发生。
当乘客接触到带电的金属结构(如扶手、栏杆等)时,可能会发生电击事故,造成人身伤害甚至生命危险。
2. 电磁干扰:地铁杂散电流还可能对周围电子设备产生电磁干扰,影响其正常工作。
例如,手机、电脑等电子设备可能会受到干扰,导致通信中断、系统崩溃等问题。
3. 地下管线腐蚀:地铁杂散电流会在行驶的轨道和输电装置上产生电流,而这些电流会在接触点处引起腐蚀。
长期以来,这种腐蚀可能对地下管道和其他设施造成损坏,进而影响城市的基础设施稳定性。
为了防止地铁杂散电流带来的危害,需要采取相应的防护措施。
以下是一些防护方法:1. 地铁车体接地:地铁车厢与轨道之间的接地是减少杂散电流的关键步骤。
通过确保地铁车厢和轨道之间良好的接地连接,可以将杂散电流有效地引入地下,从而减少对乘客和设备的危害。
2. 绝缘保护:地铁车厢内的金属结构应进行绝缘处理,以避免与乘客直接接触。
此外,地铁设备和设施的金属构件也应进行绝缘处理,以减少对周围管道和设备的腐蚀。
3. 等电位连接:通过建立良好的等电位连接系统,可以将地铁车厢内的各个金属结构保持在相同的电位上,减少杂散电流的产生和传播。
4. 电磁屏蔽:对于设备和设施中的敏感电子设备,可以采用电磁屏蔽技术来减少电磁干扰。
通过在设备周围设置屏蔽层,可以阻隔外界电磁场的干扰。
5. 定期检测和维护:地铁系统应定期进行杂散电流检测和维护工作,及时发现问题并采取措施解决。
在实施防护措施的同时,还需要加强对公众的安全意识教育。
地铁乘客应了解杂散电流的危害,并能够正确应对。
地铁杂散电流危害及防护地铁杂散电流指地铁线路中由于信号系统、电力供应系统、牵引系统等原因产生的电流异常现象。
这些电流不仅会对乘客和工作人员的安全构成威胁,还可能对地铁系统的设备和设施造成损害。
因此,了解地铁杂散电流的危害,并采取相应的防护措施非常重要。
地铁杂散电流的危害主要包括以下几个方面:1. 人身安全风险:地铁杂散电流可能会通过人体造成电击伤害。
当人体接触到带电的金属部件时,电流会通过人体传导,造成电击。
严重情况下,可能导致人员伤亡。
特别是在湿润的环境中,电流传导的速度更快,导致伤害的风险更高。
2. 设备损坏:地铁杂散电流会对地铁的设备和设施造成损害。
例如,电流通过地铁的导轨、信号线等金属部件时,会产生电化学腐蚀,导致设备的损坏和寿命缩短。
此外,地铁内的电子设备如手机、电脑等也可能受到电流冲击而受损。
3. 信号干扰:地铁杂散电流可能会对地铁的通信和信号系统造成干扰。
电流干扰信号线路和设备,可能导致信号失真、误码等问题,进而影响地铁的运行安全。
为了预防和减少地铁杂散电流带来的危害,需要采取相应的防护措施:1. 设备维护和保养:定期对地铁设备进行检修和维护,确保其正常运行。
包括检查电力供应系统、牵引系统等设备,及时修复出现的问题。
2. 接地保护:对于地铁的金属部件,特别是导轨和信号线等,需要进行良好的接地保护。
接地系统能够将地铁杂散电流从金属部件中引导到地下,避免对人身和设备的伤害。
3. 人员培训和警示标识:对于地铁的乘客和工作人员,需要进行电流安全和预防的培训,提高他们的安全意识。
同时,在地铁站和车厢内应设置相关警示标识,提醒人们注意地铁杂散电流带来的危险。
4. 监测和报警系统:安装地铁杂散电流监测和报警系统,实时监测地铁线路中的电流情况,并通过报警系统及时向工作人员发出警报,以便及时采取应对措施。
5. 泄漏电流保护装置:在地铁的电力供应系统中,安装泄漏电流保护装置,能够在电流泄漏时快速切断电源,防止电流流入人体造成伤害。
浅谈城市地铁直流牵引杂散电流的危害与防护摘要:随着我国地铁的大范围建设,城市地铁所采取的直流牵引方式对周围的环境存在一定的损害,本文主要对产生杂散电流的产生、危害、防治措施等进行分析。
关键词:地铁;直流牵引;杂散电流;腐蚀;防治前言目前我国的城市轨道交通大多数采用正极接触网或接触轨供电、负极通过钢轨回流的方式,而对于杂散电流和直流系统、接地网系统研究比较缺乏,在运营统筹、设计、施工上的认识存在不统一的现象。
国外在杂散电流方面的研究比较早,比如美国在1925年就开展了研究杂散电流,国内就广州和上海在引进德国西门子的技术后便开始了大规模的地铁建设,杂散电流防护方面则自主设计。
1、杂散电流的产生与危害采用直流供电系统的接触网与牵引变电站的正母线连接,负母线与行车轨连接对系统中的直流电流进行回流。
牵引变电所输出的直流电流经导电轨(第三轨)或架空线送入地铁电动车组,流经电机后经行车轨回流,再经连接在行车轨上的电缆导线回流到变电所负极柜母线端。
由于钢轨很难做到完全对地绝缘,行车轨具有电阻,因此从运行车辆至变电站负极柜母线之间的回流行车轨上就产生电压降,车辆附近的行车轨电位相对高,形成轨道阳极区,就有漏泄电流流入大地。
而牵引电流并非全部由钢轨流回牵引变电所,而是有部分由钢轨杂散流人大地,再由大地流回钢轨并返回牵引变电所,从而形成杂散电流。
如图1中的I1所示和 I2 分别是一个供电区间两个牵引变电所向机车提供的电流 I3 和 I4分别是通过轨道向两个牵引变电所回流的电流,I5 和 I6 分别是泄漏到地下的杂散电流。
接近回流点附近的地区轨道电位比较低,甚至低于其附近的大地电位,为轨道阴极区,洞体结构钢筋中的杂散电流又可能再流回行车轨,因为地下埋设的钢筋、管道周围总有比较潮湿的电解质类物质,杂散电流在金属与电解质之间流动就加速了金属失去电子游离成金属离子,形成类似于电解过程的腐蚀现象。
这就是金属的电腐蚀对于铺设在绝缘性能较好的道碴和轨枕上的市郊直流电气化铁道。
地铁杂散电流的危害与防护随着城市的快速发展,地铁作为一种重要的城市交通方式,已经深入人心。
然而,很少有人关注到地铁中存在的一个潜在危险——杂散电流。
杂散电流是指在交流电路中出现的一种电流,它不仅对设备产生破坏,还有可能对人体造成生命危险。
在地铁站和车辆内,杂散电流主要是由于从地面引入的电压和电磁干扰产生的。
地铁杂散电流的危害有哪些?1.影响人体健康地铁杂散电流对人体健康的影响具有潜在性、隐蔽性和无处不在性。
它会产生电刺激、电灼伤、心肌抽搐、呼吸麻痹、晕厥、昏迷等影响。
特别是对于那些心脏病和呼吸系统疾病的人,一旦被电击,后果将会不堪设想。
2.危及乘客安全地铁杂散电流可能会影响到地铁车辆的制动装置、信号系统、防火安全等一系列设备,进而危及到乘客的安全。
如果地铁列车在行驶过程中发生故障,那么将会给乘客的生命安全带来不小的威胁。
3.对设备造成损害地铁杂散电流不仅对人体有害,还会对地铁设备造成损害。
比如制动装置、信号系统、通风系统等设备在受到电流干扰后,可能会发生器件损坏、电路失真、系统故障等情况,导致设备无法正常运行,从而影响地铁的稳定运行。
如何防止地铁杂散电流?1.加强系统维护地铁系统维护是防止杂散电流的关键。
地铁运行一段时间后设备会逐渐老化,这时候就需要加强维护。
减少设备与地面接触的表面积,加强涂覆铁氧体等防护措施,都能有效降低杂散电流的危害。
2.加强设备防护在地铁站和列车内设置地线,保证操作面不产生漏电现象,同时采用多层绝缘措施,确保设备完好无损,并配备相应的转换电源措施,对于老旧设备也要及时进行更换。
3.加强地面电势调节通过地面电势调节,将地面电势维持在一个稳定的范围内,有效降低地铁杂散电流的危害。
可以使用电容接地、自耦变压器、双绕组变压器等装置,来将不同的电源接通到地面电网上,并对接口间进行隔离,避免有害的电流流入到地铁车辆和站台。
总之,地铁杂散电流的危害不可小觑,对于地铁系统和乘客的安全,我们必须采取积极的防范和措施。
城市轨道交通杂散电流的危害及其监测系统的研究城市轨道交通的供电方式是采用直流电力牵引的方式,回流线是有一定电气阻抗的,会产生杂散电流。
杂散电流监测系统可以随时监测杂散电流腐蚀防护系统的状况,以便有关部门及时采取相应措施,从而可以确保地铁长期安全、可靠地运行。
标签:城市轨道交通;杂散电流;监测系统1 杂散电流的危害杂散电流对地铁系统中的设备和线路具有一定的腐蚀性,严重时会使管道由于腐蚀严重,而造成漏气、漏水。
针对杂散电流的危害,对轨道、线路等结构进行设计时,使用了多种绝缘保护。
但随着地铁运营时间的推移,由于受到各种因素的影响,使这些绝缘性能大大降低,并不能有效预防杂散电流。
为了保证地铁能够长期安全运营,应实时监视杂散电流的泄漏及腐蚀情况,以便有关部门能及时采取相应的措施,因此,需要建立一套完善的杂散电流监测系统。
2 杂散电流监测系统工作原理杂散电流监控装置由信号测量电缆、测试端子箱、微机综合测试装置(信号转换箱、A/D转换设备、笔记本)组成,如图1所示。
2.1 信号测量电缆用于连接参比电极与测试端子箱,沿区间敷设在电缆支架上,通信电缆采用屏蔽控制电缆。
2.2 测试端子箱安装在变电所内,各个测试点分布在站区内,主要测试参考电极电位。
这些测试到的电位和收集网的端子电位,通过信号电缆集中在一起,从而将信号传送到信号转换箱。
2.3 综合测试装置综合测试装置对应每个通道均有放大档位调节旋钮,主要包括信号采集机构、放大机构、A/D转换机构和计算机处理机构。
信号采集机构将采集到的信号传送给放大机构进行放大,再传送到A/D转换机构进行采样,采样得到的数据存储在计算机中进行运算处理,最后会得到每个测试点的电位——时间曲线图。
3 杂散电流监测系统的主要设备3.1 单向导通装置此装置用于连接绝缘结两端的钢轨,使钢轨中电流只能单方向流通,有效防止电流因部分钢轨绝缘水平较差而增加整个地铁杂散电流泄漏的数量。
主回路由8个二极管并联组成,在二极管两端并联一台额定电压750V,额定电流3000A的直流隔离开关。
地铁系统杂散电流的产生危害与防护地铁系统杂散电流的产生危害与防护前言:杂散电流会对地下结构的金属构件如结构钢筋、沿线金属管线等产生严重的电流腐蚀作用,严重影响地铁隧道结构的主体结构安全及设备设施。
通过介绍杂散电流的危害, 结合地铁运营实际案例分析,探讨防治的措施和方法,以达到减少地铁系统中杂散电流危害的目的,提高设备使用寿命,保障人身安全。
目前对杂散电流的主要防护和治理原则是:以堵为主,以排为辅;加强监测,防止外泄。
采取必要的防护措施,建立合理、有效的监测系统,对整个地铁系统的长期安全运行十分重要。
1杂散电流的产生与危害1.1杂散电流的产生在城市轨道交通运输系统中,通常采用以地下隧道方式为主、高架桥梁方式为辅的建筑方式,机车引用直流牵引电流,通过回流轨流回变电所负极。
完全理想情况是钢轨对地绝对绝缘,电流由变电所流出经接触网、机车、回流轨回到变电所负极端,流出电流等于回流电流;现实运行情况中钢轨对地及钢轨对结构钢筋等不可能完全绝缘,电流经接触网、机车流到回流轨,部分回流轨对地存在过渡电阻,负荷电流自回流轨泄漏至地下金属设施中,回流电流回到负极,部分泄露电流即为杂散电流,从而变电所流出电流等于回流电流加上杂散电流。
1.2杂散电流的危害杂散电流的危害特点是腐蚀强度大、分布范围比较广,对地铁系统金属管线、通讯系统、混泥土结构及人身安全均有不同程度的危害。
1.2.1腐蚀地铁结构金属及周边结构设备金属杂散电流大小在数值要比自然腐蚀的电流大几十倍,甚至上百倍,分布范围广大,从而腐蚀地铁结构设备金属及周边结构金属,如结构钢筋、市政管道等,长期腐蚀情况下,将严重缩短金属管线等设施的使用寿命,可能造成重大危害。
1.2.2对通讯系统造成影响同时杂散电流还会对通讯设备造成影响,杂散电流流入通讯设备各个导体接线中,使得通讯系统导线与大地之间形成电位差,对通信信号造成干扰和破坏,进而影响地铁正常运行及通讯设备的使用寿命。
1.2.3腐蚀混凝土结构钢筋被电化学腐蚀膨胀,使得混泥土开裂,从而破坏混凝土结构,降低钢筋混凝土结构的强度与耐久性,影响地铁结构的安全。
2024年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。
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。
也就是说,与走行轨流人大地的杂散电流与道床类型、轨枕和轨道紧固类型有关,并还随污染程度、气象条件的变化而变化。
一、杂散电流的危害地铁中的杂散电流是一种有害的电流,会对地铁中的电气设备、设施的正常运行造成不同程度的影响,还会对隧道、道床的结构钢和附近的金属管线造成不同程度的危害。
1.引起地铁附近建筑物结构钢筋、金属管线腐蚀地铁附近的地下金属体埋于地下,周围有电解质存在,在没有杂散电流通过时,这些金属体所承受的渗透压与溶解压通常会保持平衡状态,不会发生电化学腐蚀。
但当这些金属体中流过杂散电流时,这些金属体所承受的渗透压与溶解压的平衡状态就会被打破,就要发生电化学腐蚀。
在这些情况下,会有两种过程同时发生。
如果城轨隧道、道床或其他建筑物的结构钢筋及附近的金属管线(如电缆、金属管件等)长期受到杂散电流的腐蚀,就会严重损坏地铁附近的各种结构钢筋和地下金属管线,破坏结构钢的强度,降低其使用寿命。
地铁杂散电流的危害及防护摘要:本文分析了杂散电流产生的原因和特点,论述了杂散电流所产生的危害,并提出了相关防护措施,从而保障地铁及相关设施的安全。
关健词:地铁、杂散电流、腐蚀防护1、引言地铁牵引供电系统的安全可靠是地铁运营的重要保证。
城市的地下管道系统非常错综复杂,有煤气管道,输油管道,排水管道,通信管道相互交叉。
他们跟地铁轨道相互交叉是不可避免的,杂散电流也会引起这些管道的电化学腐蚀。
在牵引供电系统回流系统运行过程中,不可避免地会出现钢轨电位异常升高、杂散电流泄漏等问题。
对钢轨电位的形成以及杂散电流的成因特性及防控方法进行深入研究,对保障地铁运营安全意义重大。
2杂散电流的成因及危害由于城市轨道交通供电线路位于城市建筑物内,供电电压过高不太合适,城市轨道交通运营一般采用直流供电,减少电压损失。
地铁牵引变电所将10KV电能降压、整流后经过牵引变电所为地铁列车提供电能。
牵引变电所提供电客车运行所需电流,母线通过接触轨或接触网吸收电流,电流通过接触轨返回牵引变电所负极。
具体路径为:牵引变电所正极-接触网-受电弓-车辆荷载-轮对-轨道-地下回流线-牵引变电所负极。
由于运营环境、经济等方面的限制,运行轨道和道床结构不能完全绝缘。
随着地铁运营时间的推移,隧道污染、潮湿、渗水等问题将逐渐增多,将大大降低地铁车站和区间隧道的轨地绝缘性能。
许多初始保护措施的效果也会随着时间的推移而降低,各种因素的不断积累增加了运行钢轨对周围介质的漏电流。
因此地铁或轻轨列车在地下运行时,牵引回流电流的回流路径不可避免地会有部分电流经走行轨向道床及其它结构泄漏到道床及其周围大地土壤介质中,再由大地流回走行轨返回牵引变电所,形成杂散电流。
牵引电流的大小和钢轨对地面的绝缘性能,直接决定这杂散电流的大小。
杂散电流腐蚀特点如下:1、杂散电流的腐蚀往往是地域性的,在某一区域内,所有埋地金属构筑物均会受到影响,而且干扰有交互作用,干扰体也是一个干扰源;2、杂散电流的腐蚀比较严重,腐蚀多集中于局部位置腐蚀,它会提升金属构筑物的电位,使更大的电流流过金属构筑物或金属管线;3、有防腐层时,往往腐蚀集中在防腐层的缺陷位置,防腐层的剥离、破裂和穿孔等使绝缘电阻大幅下降,将会使大量的杂散电流流过该区域。
浅析地铁杂散电流产生和防护措施随着地铁的发展和扩建,地铁杂散电流的问题也愈发突显。
地铁杂散电流是指在交流电路中,由于施工中做成的绝缘不良和接地电阻的存在,引起接地体和邻近设备、建筑物之间发生的电位差而流过的电流。
地铁杂散电流反复流动会对铁路交通设施的机电设备和绝缘体、金属结构造成破坏,对人身安全和环境产生极大的危害。
因此,地铁杂散电流的产生和防护措施一直是地铁建设和运营管理的重点问题。
一、地铁杂散电流产生原因1、施工中绝缘不良地铁建设必须进行大量的地下施工,地铁隧道和站台的话涵中会使用大量的混凝土或金属材料,同时在接地体和隧道内敷设电缆等照明电气系统。
由于涂层与环境干湿变化的关系,电缆绝缘与涂层容易出现龟裂、剥落、老化和损坏等故障,从而形成电线泄漏电流,流经建筑物、金属管线和接地体,造成地电位差,进而导致地铁杂散电流。
2、接地电阻大地铁施工中的潜在电流问题另一个重要因素就是接地电阻。
一般来说,地铁的接地电阻应该小于4欧姆。
但是,由于阴极保护、生态排水及管廊施工中的不规范行为等原因,接地电阻不能达到要求,使地铁杂散电流不断产生。
二、地铁杂散电流危害1、对地下结构和设备造成损害地铁杂散电流造成了设备的短寿命和高损坏率,给设备维护带来了困难。
此外,杂散电流还将导致设备间隙放电,从而引起一系列的火灾和事故隐患,造成安全隐患。
2、对人身危害地铁杂散电流的大小和持续时间可能会对人体产生损害,从而引发电伤。
地铁内的乘客、地铁站附近的行人甚至是周围的居民都会受到地铁杂散电流的威胁,给人身安全带来极大的隐患。
3、对环境污染地铁杂散电流不仅对环境造成了污染,同时还会对夜间户外照明环境和邻近建筑物的照明造成影响。
三、地铁杂散电流防护措施1、人工排除法操作人员利用万用表在地面上逐个检查地下电力设备及管路设备的接地点,并分别测量每个接头电阻。
因为在接态良好的设备和绝缘不良的设备,由于电势差的不同,在地下的流过的电流也不同,经常发现绝缘不良或接头松动,利用人工排除法能实时发现、维修和更换弱环节,有效地防止受到杂散电流的损伤。
浅谈地铁供电系统杂散电流摘要:地铁供电系统由外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统组成。
牵引供电系统作为供电系统的一部分,由牵引变电所和牵引网组成。
我国地铁大部分的都是采用直流供电,也为杂散电流的产生创造了条件。
本文就地铁供电系统的杂散电流产生的原因及危害性进行分析,并提出防护措施。
关键词:地铁;直流牵引供电系统;杂散电流;原因和危害前言随着科学技术的不断发展,目前我国技术也越来越先进。
城市轨道交通的更新换代,供电系统作为地铁正常安全运营的重要支持部分,其所产生的杂散电流问题及危害性受到了地铁工作人员的重视。
以下就供电系统的杂散电流的产生、危害、措施进行论述。
一、地铁供电系统杂散电流出现的原因和危害(一)杂散电流出现的原因分析杂散电流最主要是由于地铁的直流牵引供电系统的正负极对地面发生了泄漏情况,一般来说主要是由于负极电流的回流当中通过轨道发生了对地面的泄漏,而杂散电流出现的大小主要由两方面因素决定,第一是由轨道与地面的电位决定的,第二是由轨道对地面的过渡电阻决定的。
在地铁系统当中,架空地线相当于是地铁直流牵引供电系统的正极屏蔽层,而道床之下的钢筋结构整体构成了直流牵引供电系统的负极屏蔽层。
这属于直流牵引供电系统杂散电流的防护措施。
详细的结构示意图如图1所示。
牵引供电系统的正极电流由于地铁轨道区间内所贯通的地线会将所有正极的泄漏电流进行收集,并将其全部排放到接地网当中。
变电所内的直流开关进行了相关的安全绝缘安装,因此其中的正极电流在其保护之下通过保护电流元件将泄漏电流完全排放到了接地网当中。
牵引供电系统当中的负极电流,由于负极轨道的本身安装问题,其虽然有做过相应的绝缘保护,但是却会受到多方面综合因素的影响,例如潮湿、腐蚀等因素,都会造成其绝缘保护遭到破坏,导致轨道和地面之间的过渡电阻降低。
负极电流在经过地面的钢筋结构、接地网,最终会回流到变电所的负极当中,另外剩余的部分泄漏电流会通过地面直接散流到了地铁轨道系统之外,地铁直流牵引供电系统。
地铁杂散电流危害及防护范文地铁作为现代化城市交通系统的重要组成部分,为人们出行提供了便利。
然而,随着地铁的发展和使用量不断增加,地铁杂散电流问题也日益引起人们的关注。
地铁杂散电流是指在地铁系统中存在的电流,由于电力设备、电缆线路等因素引起的。
虽然地铁杂散电流在理论上不会对人体造成直接伤害,但长期暴露于高强度的地铁杂散电流环境下,仍然存在一定的危害。
为了保障乘客和员工的生命安全和身体健康,需要采取一系列的防护措施。
首先,地铁杂散电流对人体的直接危害主要表现在电击、电灼伤等方面。
当站在地铁车厢或站台上的人接触到地铁设备或金属结构时,如果设备或结构存在漏电问题,就会产生感应电流通过人体。
这种感应电流能够引起人体肌肉麻痹、呼吸困难等症状,甚至危及生命。
为预防这种情况发生,首先需要地铁运营方对地铁设备和结构进行定期的漏电检测和维护工作,确保设备和结构的安全可靠。
其次,应在地铁车厢和站台上设置可靠的接地装置,能够将漏电电流迅速引入地下或其他安全的地方,从而保障乘客和员工的安全。
其次,地铁杂散电流对人体的间接危害主要体现在人体健康问题上。
长期暴露在高强度的地铁杂散电流环境下,可能会引发人体某些系统的紊乱。
首先,地铁杂散电流对人体神经系统有一定影响,可能导致头晕、头痛、失眠等症状。
其次,地铁杂散电流对人体心血管系统也有一定的影响,可能引起心律失常、心悸等心脏问题。
另外,地铁杂散电流还可能对人体免疫系统造成一定的抑制作用,降低人体抵抗力,增加感染疾病的风险。
因此,为了保护乘客和员工的身体健康,地铁运营方应采取有效的防护措施。
可以设置地铁车厢和站台的环境监测装置,定期检测地铁杂散电流的强度和分布,及时采取相应的措施进行调整。
此外,还可以向乘客和员工发放防护用品,如防静电手套、绝缘鞋等,提高防护能力。
最后,地铁杂散电流对建筑物结构的影响也是不可忽视的。
由于地铁杂散电流的存在,建筑物的金属结构可能会发生腐蚀、氧化等问题,导致建筑物的安全性和使用寿命降低。
地铁杂散电流危害及防护范本地铁杂散电流(Subway Stray Current)是指由于地铁系统中的直流供电引起的电流传播到周围物体和结构中的现象。
这种电流的存在可能会对人身安全和设施设备造成危害。
本文将探讨地铁杂散电流的危害,并提出相应的防护范本。
一、地铁杂散电流的危害1. 电击伤害:地铁杂散电流会通过接地物体传导到人体内部,导致电击伤害。
特别是当人体接触到带有地铁杂散电流的导体时,可能会发生电击事故。
这种电击伤害可导致休克、呼吸困难、心脏骤停等严重后果。
2. 对设施设备的危害:地铁杂散电流经由设施设备或结构传导,可能引起腐蚀、电解或电热效应,对设备造成损坏。
尤其对于电子设备和通讯设备,地铁杂散电流的存在可能导致其故障或损坏。
3. 水电化学腐蚀:地铁杂散电流会导致金属设施、管道和结构的金属溶解速度加快,从而引起水电化学腐蚀。
这种腐蚀可能导致管道破裂、漏水和土壤侵蚀等严重后果。
4. 电磁辐射:地铁杂散电流产生的电磁场对周围环境和人体健康也可能造成危害。
一些研究表明,长期暴露在高强度电磁场中会对人体产生不良影响,包括神经系统、生殖系统和免疫系统的损害。
二、地铁杂散电流的防护范本为了保护人身安全和设施设备的完整性,需要采取有效的防护措施来减轻地铁杂散电流的危害。
以下是一些常见的防护范本:1. 地铁系统的设计:在地铁建设过程中,应采取合适的工程措施,减少杂散电流的产生和传导。
例如,合理选择电缆的绝缘材料和建设材料,控制电流的流向和分布等。
2. 接地系统的设计:良好的接地系统能够将杂散电流牢固地引导到地下,减少对人和设备的影响。
地铁站、车辆和设施设备等各个环节都应建立可靠的接地系统,确保电流的安全漏散。
3. 监测与检测:实施地铁杂散电流监测与检测,通过定期检验和分析来评估地铁系统内的杂散电流水平。
一旦发现存在较大的杂散电流,应及时采取措施进行修复和维护。
4. 绝缘和屏蔽措施:对于地铁系统中的关键设施设备,应使用绝缘材料和屏蔽技术来防止杂散电流的侵入。
轨道交通运输系统杂散电流危害及防治摘要】:在城市地铁和轻轨等轨道交通运输系统中,一般采用直流牵引供电制式,走行轨回流,因此不可避免会有电流从走行轨泄入大地,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。
腐蚀不仅造成大量的金属损失,更为严重的是,可能造成结构的破坏和其他系统的损害,由于腐蚀的隐蔽性和突发性,一旦发生事故,往往会造成灾难性的后果,因此,对杂散电流防护必须给予足够的重视,因此在运营维护中必须研究地铁杂散电流的分布状态,采取有效的措施减少杂散电流腐蚀,确保系统正常运营。
【关键词】:轨道交通地铁,杂散电流,危害及防治在地铁供电系统是以走行轨为回流导体通路的1500V直流牵引供电系统。
由于运营环境、经济及其它方面的限制,由于走行轨不可能完全绝缘于道床结构,加上运行过程中弓网及轮轨摩擦产生的金属粉尘,在地下潮湿的环境中导致轨道与道床之间的绝缘电阻不断降低。
因此钢轨不可避免地向道床及其它结构泄露电流;而且回流轨存在电压降,从而导致一部分负荷电流,从轨道流到轨枕和道床及地下钢轨金属设施中去,这样由钢轨回流至牵引变电所的电流就有一部分经由大地流回牵引变电所。
这部分电流因大地土壤的导电性质、地下金属管道或结构钢筋位置的不同,可以分布很广,故称之为“杂散电流”,有的资料上也称之为“迷流”。
(如图1)图11、杂散电流的形成与危害地铁(轻轨)采用直流供电方式,利用钢轨作为回流线,由于钢轨对地绝缘不充分,部分负荷电流泄漏于大地,形成杂散电流。
它有以下几方面的危害:1.1杂散电流腐蚀金属①杂散电流对地铁或轻轨隧道结构钢筋及地下钢铁金属设施,产生严重的腐蚀。
②杂散电流引起的腐蚀比自然腐蚀要剧烈得多。
杂散电流引起的腐蚀与钢铁在电解质中发生的自然腐蚀不同,杂散电流腐蚀是由于外部电源泄漏的电流作用而引起的结果,而自然腐蚀的电流是自发进行的,且杂散电流在数值上要比自然腐蚀的电流大几十倍,甚至上千倍。
③腐蚀强度大,危害大。
浅谈城市轨道交通杂散电流的防护与检测摘要:城市轨道交通是现代城市公共交通的重要组成部分,但是杂散电流对于城市轨道交通的正常运行和安全性都有较大的影响。
因此,本文就城市轨道交通杂散电流的防护与检测进行了浅谈,旨在为城市轨道交通运营保障提供一些参考思路。
关键词:城市轨道交通,杂散电流,防护,检测正文:一、城市轨道交通杂散电流的产生原因城市轨道交通的电气系统维护着大量电压等级不同的设备,工作时会产生电磁场,而设备间的匝间电容、绕组间的串联电容和随之产生的谐振等原因都会导致电气系统中的杂散电流的产生,二、城市轨道交通杂散电流的影响城市轨道交通杂散电流对于轨道交通的运营产生影响:1. 引起信号故障,影响列车的正常行驶;2. 使信号系统的判别功能下降,容易发生人为疏忽的事故;3. 容易导致电气部分的损坏,增加设备损坏的维修费用。
因此,控制城市轨道交通的杂散电流非常重要。
三、城市轨道交通杂散电流防护的一些措施城市轨道交通杂散电流防护,通常采用以下措施:1. 设计优良的信号系统和电气系统,通过优化电气布置和设计来减少杂散电流的产生;2. 在设备内部设置杂散电流损耗器,抑制杂散电流的扩散;3. 安装中性接地装置,使电气系统的电位保持在安全水平,以减小杂散电流对设备的影响;4. 在接线处加装补偿装置,平衡杂散电流的空气隙。
四、城市轨道交通杂散电流的检测手段城市轨道交通杂散电流需要检测与监视,以下是一些常用的方法:1. 使用磁环检测器,通过检测磁场的变化来判断杂散电流的大小;2. 使用示波器,通过在电缆接头处分别接地和开路,在示波器上观测电压波形,来判断电气系统中的杂散电流大小;3. 使用示值表,测试接地线和设备间的电压差;4. 在开车前的检查时,对电气系统进行绝缘测试。
五、结语城市轨道交通作为现代城市之间连接的桥梁,杂散电流的影响对其正常运营和安全性都有很大的影响。
因此,我们需要采取一些防范措施并使用适当的杂散电流检测手段,来保障城市轨道交通的稳定运行。
浅谈杂散电流对城市轨道交通的危害
摘要:当前城市地铁大都采用走行轨回流的直流牵引供电方式,在运营中将不可避免地产生杂散电流。
流经大地的杂散电流会对地铁周围的埋地金属管道、通讯电缆外皮以及钢筋等造成破坏,使其发生电化学腐蚀,缩短金属管线的使用寿命,降低钢筋混凝土主体结构的整体强度,甚至酿成灾难性的地铁事故。
本文主要对杂散电流对城市轨道交通的危害进行了分析探讨。
关键词::轨道交通;杂散电流;危害;控制
引言
地铁机车通常是电牵引机车,供电系统一般为直流牵引供电。
变电所通过接触网或导电轨向列车供电,接触网、机车、钢轨形成回路使牵引电流流回牵引变电所。
由于钢轨与地面的绝缘不是无穷大,从钢轨中泄露的牵引回流即为杂散电流。
杂散电流的大小主要取决于轨道的绝缘程度。
在钢轨附近埋有地下管道、电缆和其他金属构件,杂散电流流过时,就会对金属体造成腐蚀。
长期下去,会对隧道内管道造成穿孔等严重的影响,当杂散电流过大时将产生对地电压,严重时可危及人身安全还会影响周边的环境。
一、杂散电流的产生
目前,地铁的牵引供电方式一般都采用直流供电方式。
牵引电流从牵引变电所(站)的正极出发,经由接触网(轨),电车以及回流轨(走行轨)返回牵引变电所(站)的负极。
但是走行轨与隧道或者道床等结构钢之间的绝缘电阻并不是无限大(即不是完全的绝缘),这样牵引电流流经走行轨时不能全部经由走行轨流回到牵引变电所(站)的负极,其中就有一部分牵引电流会泄漏到隧道或道床等结构钢上,然后再经过结构钢以及大地流回牵引变电所(站)的负极,本研究把这部分泄漏到结构钢和大地上的电流称为杂散电流。
城市轨道交通牵引供电系统杂散电流腐蚀原理图如图1所示。
图1城市轨道交通牵引供电系统杂散电流腐蚀原理图
二、杂散电流的危害
杂散电流腐蚀要比一般的土壤腐蚀或电偶腐蚀破坏力要强得多。
杂散电流的腐蚀是长期的积累效应,大部分是穿孔形式,多发生在金属管线与钢轨的跨越交叉处以及卡固支架部位附近。
据统计,旧式的运输系统设计中每300m可以产生
20A~200A的大地杂散电流;新式的运输系统设计中已经针对杂散电流作了适当的设计,以便把大地杂散电流减小到最低水平。
但经济因素和其他因素的制约使杂散电流难以进一步减小。
因此杂散电流引起的腐蚀仍然相当普遍地存在。
总的来说,杂散电流腐蚀危害主要体现在以下几个方面:
1、杂散电流对钢轨及其附件的电腐蚀
轨道交通系统隧道内的金属结构件及其他地下金属设施对杂散电流有汇聚作用,杂散电流在其中流进、流出会产生严重的电腐蚀。
由于这些腐蚀往往产生于内部,从外观很难发现,一旦发现,已经腐蚀透了,必须更换钢轨,造成较大的经济损失,危害更大。
2、杂散电流对钢筋混凝土金属结构物的电腐蚀
杂散电流通过混凝土时对混凝土本身并不产生影响。
但因为混凝土中存在钢筋,杂散电流从混凝土中进入钢筋,又从钢筋流入混凝土,在电流离开钢筋返回混凝土的部位,钢筋呈阳性并发生腐蚀,腐蚀产生物排挤混凝土而使之开裂,破坏了混凝土的整体强度和使用寿命。
如果混凝土内的钢筋直接与钢轨有点接触,更容易受到杂散电流的腐蚀。
3、杂散电流对埋地管线的电腐蚀
地铁系统附近的埋地管线主要有自来水管、石油管线、液化气管线等,这些管线由于存在金属结构,在投入使用一段时间后都会受到杂散电流的不同程度的腐蚀,对人民群众的生活和生命财产造成严重的影响。
4、杂散电流会危及地铁乘客的安全
在站台上,当轨道交通车厢与站台之间的电位差很高时,人在上车时就会有触电的危险。
为了保护乘客和铁路员工的安全,免遭钢轨和结构钢间存在的接触电压的损害,德标准VDE0115中规定:轨道与结构钢间的电位差(接触电压)不得超过92V。
5、杂散电流会烧毁排流设备,从而影响地铁安全运营
在施工时一般会在轨道与枕木之间加有绝缘物来隔离,一旦绝缘物遭到破坏,轨道与排流网短路,此时将会产生较大的杂散电流,通过排流网、排流柜流回牵引变电所,由于排流柜中的核心元件排流二极管的容量有限,一般通流能力不超过200A,过大的杂散电流可能烧毁排流柜,广州地铁曾经出过类似的事故。
6、杂散电流对通信的影响
电车的受电弓(靴)会产生的电猝发和浪涌,对附近的通信设备和精密仪器造成干扰。
杂散电流的存在会产生电位差,从而影响测量和通信数据的传送。
VOV和CISPR(国际无线电干扰特委会)都认为距离接触导线周围10m内存在场强干扰无线电的传送。
对于市区内的各种电车来说这一点都有可能影响到设备的正常运营。
特别是在雷雨天气,这种干扰会有累积效果。
三、轨道交通系统中杂散电流的控制措施
1、对地铁系统本身采取的措施
1.1采用较高等级牵引供电电压
杂散电流的大小和牵引电流有较大关系。
牵引电流越大,相应产生的杂散电流也就越大。
我国目前已通车和在建的地铁项目牵引电压均采用了DC1500V或者DC750V,同等需用功率下,由于DC1500V电压等级牵引电流小于DC750V,因此产生的杂散电流也要小。
1.2缩短牵引变电所间距
轨道交通牵引供电系统中,牵引变电所间距越短,其间运行车辆越少,可以减少轨道泄漏电流,并降低轨道电位。
杂散电流的大小与牵引变电所之间距离的平方成正比,因此减小牵引变电所的间距是限制杂散电流产生的有效方法。
在地铁运营区段,牵引变电所供电应采取双边供电,尽量避免单边供电。
1.3增加走行轨过渡电阻
增加轨地过渡电阻对减少杂散电流的数量至关重要,而走行轨绝缘性能的好坏又是过渡电阻大小的关键。
提高走行轨过渡电阻的主要措施有:增加钢轨的绝缘性、道床与结构钢筋间设置防水层等。
1.4减小走行轨纵向电阻
当回流轨道纵向电阻减少时,根据电流总是流经小电阻路径这一特性,电流从轨道流入大地的数量就会减少,更大部分的电流从走行轨流向变电所,从而减少了杂散电流的数量并降低了轨道电位。
减少纵向电阻的主要措施有:增大钢轨横截面积、将短钢轨焊接成长钢轨和加设均流线等。
2、排流法
对于新建城市轨道交通工程,无论源控法还是排流法都不是独立存在的,研究者只有依靠两者间的相互结合,才能更加有效地控制甚至避免杂散电流对轨道交通系统的损害。
为了有效减少杂散电流的产生,一般通过加强走行轨对地绝缘、保证牵引回流畅通等方法来实现。
但随着投入运行时间的推移,当走行轨对地绝缘水平逐渐下降时,杂散电流就有可能会超标,这时候就需要投入使用排流装置。
在工程建设中,需要设置合理的杂散电流收集网及其排流装置,必要时可将杂散电流引回牵引变电所的负极。
鉴于源控法是被动型防治杂散电流方法,而排流法
是积极主动地防治杂散电流的方法,更有现实意义。
首先排流法的原理是将金属结构中的杂散电流人为地回流到钢轨或者变电所的方法。
排流法分为直接排流法、极性排流法、强制排流法3种。
其中极性排流法由于成本低、工作可靠,在轨道交通系统中的应用最为广泛有效。
目前应用在地铁线路的排流柜分为两种:手动排流柜和智能排流柜(自动排流柜)。
城市轨道交通中采用的智能型排流柜采用极性排流的原理,即只有当需要排流的金属型结构相对于钢轨的负母线电位为正时,才会有电流通过,把轨道上泄漏到金属结构上的杂散电流直接排到钢轨的负母线上,从而减少杂散电流的腐蚀。
结束语
杂散电流防护工程是个综合工程,涉及很多专业,杂散电流防护工程很多措施是在土建工程实施过程中落实,大部分是隐蔽工程,一旦在土建工程中没有落实,将难以挽救,留下隐患。
因此在设计合理的杂散电流防护方案的基础上,制定针对性的规定或落实措施,将杂散电流防护要求在相关专业设计和工程实施过程中落实,非常必要。
参考文献
[1]闫大顺,杜淑琴,张栋梁.分布式轨道交通杂散电流监测模型研究[J].微计算机信息,2008,24(5-1):253
[2]靳富群.城市轨道交通杂散电流分布与监控系统研究[D].郑州大学,2009
[3]蔡李花,许少毅,殷庆华.分布式杂散电流监测系统的研究[J].上海电气技术,2011,4(2):37-39。