下载文档原格式
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。
埋地管道直流杂散电流腐蚀机理及防护措施分析作者：赵秀芳来源：《中国化工贸易·下旬刊》2017年第01期摘要：埋地金属管道受直流杂散电流的干扰会产生电流腐蚀，容易发生管道穿孔事故。
本文对埋地管道直流杂散电流腐蚀机理进行了研究，并提出了有效的防护措施。
关键词：埋地管道；直流；杂散电流；腐蚀机理；影响因素随着经济的飞速发展，各种油气管道需求日益增多，而且大多数管线普遍采用的是地下铺设。
同时，以高速铁路、地铁为代表的轨道交通有了突飞猛进的发展。
一旦大地出现绝缘漏洞问题，这些轨道交通所采用的驱动电流就会从缺陷处流入大地，对埋地金属管道进行干扰，使金属管道产生严重的电化学腐蚀，给管道带来重大损失。
所以，对于杂散电流的研究是当前防腐工作者的重要课题之一。
1 杂散电流产生的原理杂散电流一般可分为直流杂散电流和交流杂散电流两种，另外还有离子型杂散电流和静电杂散电流两种补充类型。
对管道腐蚀影响最大的是直流杂散电流。
杂散电流的腐蚀特性具有以下特点：腐蚀强度大；腐蚀集中于局部位置；腐蚀范围广，随机性强。
1.1 直流杂散电流来源电车、电气化铁路以及以接地为回路的输电系统，都会在土壤中产生杂散电流，从而在地下管道上发生电化学腐蚀。
这种腐蚀，要比一般的土壤腐蚀严重得多。
不仅如此，管道原来所采用的阴极保护系统也会受到严重影响。
1.2 直流杂散电流形成原理其中影响最大的是直流电气化铁路。
以地铁为例，埋设在土壤中的金属结构物（以管道为例）相当于一个低电阻电流通道，在地铁直流牵引供电系统中，由于钢轨无法对大地绝对绝缘，有一部分牵引电流经钢轨流向大地，从而使大地的电位产生变化，进而引起埋地管道电位变化。
1.3 直流杂散电流腐蚀原理杂散电流正电荷从土壤进入金属管道的区域，其电位较高，属于腐蚀电池的阴极区，阴极区一般不会受到影响，当阴极区电位过大时，管道会发生消耗电子的阴极还原反应，表面会析氢。
杂散电流经土壤流出管道进入变电站时，管道流出电流的区域电位相对较低，属于腐蚀电池的阳极区，发生金属原子放出电子转变成离子态的阳极氧化反应。
兰州地铁线路杂散电流监测与防护方案研究兰州地铁线路杂散电流监测与防护方案研究随着兰州地铁的建设和运营，地铁线路杂散电流成为了一个重要的问题。
杂散电流是指在电气系统中，除正常工作电流外的一种异常电流，可能对系统的安全稳定运行造成影响。
本文将对兰州地铁线路的杂散电流进行监测与防护方案的研究。
首先，我们需要了解兰州地铁线路杂散电流的来源。
在地铁线路中，杂散电流主要来自于列车牵引系统和供电系统的互联互通。
列车在运行过程中通过牵引系统从供电系统获取电能，而供电系统则为列车提供电能。
在这个过程中，由于线路系统的复杂性和电流的传导特性，在高速运行和频繁起停的情况下，会产生一定量的杂散电流。
其次，针对兰州地铁线路的杂散电流问题，我们需要进行监测与评估。
通过在地铁线路中布置传感器，可以实时监测列车运行过程中的杂散电流。
监测系统应具备高精度、快速响应、稳定可靠的特点，能够准确获取杂散电流的波形、频率、幅值等参数。
同时，对监测数据进行分析和评估，可以了解杂散电流的变化规律和危害程度，为后续的防护方案提供科学依据。
基于对杂散电流的监测与评估，我们可以制定相应的防护方案。
主要包括以下几个方面：1. 提高供电系统和牵引系统的设计和运行标准。
通过优化设计和运行参数，减少或控制杂散电流的产生。
2. 完善绝缘措施。
对供电系统和牵引系统进行绝缘加固，有效降低杂散电流的传导和干扰。
3. 加强线路防护设施的建设。
在地铁线路的关键位置设置防护设施，如隔离器、滤波器等，用于分离和过滤杂散电流，确保正常电力运行。
4. 强化地铁线路的维护和检修。
定期对供电系统和牵引系统进行检查和维护，及时发现和修复存在的问题，防止杂散电流进一步扩散和影响。
5. 加强人员培训和意识普及。
通过培训地铁工作人员，提高他们对杂散电流的认识和防护意识，增加应对紧急情况的能力。
最后，对于兰州地铁线路杂散电流的监测与防护方案的研究，我们需要不断进行实践和改进。
在实际运营中，对监测数据进行分析和对比，及时调整防护方案，以保证地铁线路的安全运行。
杂散电流腐蚀机理及防护措施地铁或轻轨一般采用直流电力牵引旳供电方式,一般接触网(或第三轨)为正极,而走行轨兼作负回流线。
由于回流线轨存在着电气阻抗,牵引电流在回流轨中产生压降,并且回流轨对地存在着电位差,回流线对道床、周围土壤介质、地下建筑物、埋设管线存在着一定旳泄漏电流,泄漏电流沿地下建筑物、埋设管线等介质至负回馈点附近重新归入钢轨,此泄漏电流即称迷流,又称地铁杂散电流。
地铁迷流重要是对地铁周围旳埋地金属管道、电缆金属铠装外皮以及车站和区间隧道主体构造中旳钢筋发生电化学腐蚀,它不仅能缩短金属管线旳使用寿命,并且还会减少地铁钢筋混凝土主体构造旳强度和耐久性,甚至酿成劫难性旳事故。
如煤气管道旳腐蚀穿孔导致煤气泄漏、隧道内水管腐蚀穿孔而被迫更换等。
此外,地铁迷流同步也对地铁沿线都市公用管线和构造钢筋产生“杂散电流腐蚀”,影响地铁以外沿线公共设施旳安全及寿命。
本文结合我企业参与旳多条地铁线施工和运行维护管理旳经验,针对杂散电流腐蚀机理及防护措施方面浅谈管见。
1 杂散电流腐蚀机理1.1 杂散电流腐蚀机理地铁迷流对埋地金属管线和混凝土主体构造中钢筋旳腐蚀在本质上是电化学腐蚀,属于局部腐蚀,其原理与钢铁在大气条件下或在水溶液及土壤电解质中发生旳自然腐蚀同样,都是具有阳极过程和阴极过程旳氧化还原反应。
即电极电位较低旳金属铁失去电子被氧化而变成金属离子,同步金属周围介质中电极电位较高旳去极化剂,如金属离子或非金属离子得到电子被还原。
地铁直流牵引供电方式形成旳迷流及其腐蚀部位如图1所示。
图中,I为牵引电流,Ix、Iy分别为走行轨回流和泄漏旳迷流。
由图1可得地铁迷流所通过旳途径可概括为两个串联旳腐蚀电池,即电池I:A钢轨(阳极区)+B道床、土壤+C金属管线(阴极区);电池II:D金属管线(阳极区)+E土壤、道床+F钢轨(阴极区)。
当地铁迷流由图1中A、D(阳极区)旳钢轨和金属管线部位流出时,该部位旳金属铁便与其周围电解质发生阳极过程旳电解作用,此处旳金属随即遭到腐蚀。
地铁杂散电流监测系统工作原理及调试河南邦信防腐材料有限公司技术部2017年5月河南邦信防腐材料有限公司结合北京地铁十号线对杂散电流监测系统的构成进行介绍，对监测系统参比电极、氧化钼参比电极、传感器、信号转接器、监测装置等主要部件的功能进行说明，并针对该线设备现场安装具体情况对监测系统主要部件的施工方法进行介绍，为今后地铁杂散电流监控系统的施工和运营管理提供了参考。
概述北京地铁十号线一期工程是北京轨道交通线网中一条先东西走向，后南北走向的半环线。
线路起点在北京市西北部的海淀区万柳车站，终点到达劲松车站。
线路全长24.585，全部为地下线路，共设22个车站。
地铁十号线一期工程杂散电流防护采取了正线走行轨绝缘安装，利用道床设置杂散电流收集网、变电所设置排流柜的综合防护措施。
设置杂散电流监测系统通过监测道床和地下结构杂散电流收集网极化电位等数据，实现对地铁十号线一期工程的杂散电流分布的综合监测，为运营维护部门判断杂散电流防护系统状况提供依据。
1系统构成地铁十号线杂散电流监测系统采用车站（变电所）监测和控制中心集中监测二级监测系统。
杂散电流防护系统主要由氧化钼参比电极、整体道床测防端子、地下结构测防端子、测量线、传感器、通信电缆、信号转接器、变电所监测装置组成。
2系统各部分部件功能及施工方法全线在各车站混合变电所内分别设置1台杂散电流监测装置，全线共13台。
该装置经过通信电缆与该站及该站两端各半个区间内的转接器相连，转接器下连传感器，各监测点传感器经由测量线与该点结构钢和整体道床测防端子（地下结构测防端子）对应的氧化钼参比电极相连，实现对该分区结构和整体道床结构钢筋的极化电位数据采集，数据统计并上传至转接器，再由转接器将数据整合后上传至监测装置处理。
杂散电流监测装置通过变电所内通信网络与电力监控系统接口，将处理和统计后的数据传至监控中心。
如图：在每个车站的有效站台两端以及车站边缘约200m的隧道外墙及道床上设置杂散电流测量端子，上下行各16处。
阐述地铁的杂散电流防护措施目前，我国地铁供电系统基本上采用的是直流牵引供电方式，牵引变电所提供地铁列车需要牵引的电流，先通过架空线或接触轨向地铁列车输送直流电，再通过走行轨回流到牵引变电所。
钢轨理论上对地绝缘安装，但因为施工工艺及绝缘材料性能等原因，钢轨不可能做到对地面完全绝缘。
而且钢轨的绝缘水平会随着绝缘材料的老化而渐渐降低，造成部分的电流不从走行轨回流，而是以散流的形式流入大地，再由大地流回走行轨并返回牵引变电所，从而形成杂散电流。
1 杂散电流的腐蚀机理地铁（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，直流供电的地铁系统的走形轨本身具有电阻且走形轨对地做不到完全绝缘，所以有一部分电流从走形轨泄漏到大地。
这部分从走形轨漏出的电流被称为杂散电流，又叫迷流。
杂散电流从走形轨漏出后，经过地铁的道床流入大地，然后从大地流回钢轨回流点。
这种杂散电流对地铁隧道中的结构钢筋产生腐蚀，破坏了结构钢的强度，降低了其使用寿命。
杂散电流腐蚀属于电化学腐蚀，电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。
在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程。
介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。
进行电子传导的金属导体与进行离子传导的电解质相接触的界面称为电极系，电子导体和离子导体的接合称为e-i接合。
地铁直流牵引供电方式所形成的杂散电流及其腐蚀部位如图1所示，走行轨和金属管线均为电子导体，地面为离子导体，电子在A点和D点流出，那么金属导体和地面一起组成的界面为阳极。
在电流经过过程中，如果电流在B点和F点流入，那么地面与金属导体所共同组成的界面为阴极。
根据图1可以看出，杂散电流所流过的地方可以看成两个电解电池串连在一起。
当杂散电流由钢轨（A）和金属管线（D）部位流出时，都会发生失掉电子的氧化反应，该部位的金属就会遭到腐蚀。
2 杂散电流的危害地铁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危害。
74ELECTRONIC ENGINEERING & PRODUCT WORLD2022.7电子产品世界地铁杂散电流的防护与监测Protection and monitoring of subway stray current董 浩 （安徽理工大学，安徽淮南 232000）摘 要：杂散电流，即通过走行轨泄露、不能正常的回流，主要指泄露到地下，沿着大地回到牵引变电所或根本不回到牵引变电所，好像迷失方向一样，从而形成杂散电流。
它的主要危害对象是金属结构，对其产出腐蚀并影响其寿命。
本文介绍了杂散电流的产生、防护以及监测方法。
关键词：杂散电流；极化电压；腐蚀1 引言轨道交通是国家和城市公共基础设施，是国民经济、社会发展和提高人民生活水平，构建安全、舒适、方便的交通网络，是发展城市的必然选择。
地铁作为便捷的交通方式，已经融入到日常生活中。
在地铁运行过程中，杂散电流会对附近的钢结构产生一定的腐蚀，影响其使用寿命。
2 杂散电流的产生地铁一般采用电压等级DC 1 500 V / 750 V 牵引的供电方式，接触网为正极，走行轨为负极同时也作为回流线。
一般情况下，牵引电流由正极发生，经由接触网、电客车和走形轨流回牵引变电所的负极。
但在传递过程中，钢轨与道床、隧道的阻抗不是无限大,通过的牵引电流会产生压降,并且走形轨对地存在着一定的电位差,牵引电流不可能完全回到变电所，有一部分电流通过钢轨、土壤、附近的钢结构、地下金属管线等泄露,此泄漏电流称为杂散电流。
当走形轨流经电流时，由于走行轨与道床及其零部件间导电性和绝缘性不佳，产生的杂散电流会重新流到钢轨，回到变电所的负极，如图1所示。
杂散电流通过金属器件时，金属器件各点与钢轨对大地的电位分布如图2所示。
图1 杂散电流重新流到钢轨及变电所的负极图2 金属器件各点与钢轨对大地的电位分布电化学腐蚀原理：电化学腐蚀——金属在电解质溶液中发生电化学反应的影响。
电化学腐蚀发生的条件：（1）两极间存在金属导电通道；（2）两极间必须有电位差；（3）两极在电解质中，且有流动的自由离子。
