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![[工学]地铁杂散电流防护 毕业设计论文](https://img.taocdn.com/s1/m/ddbf2edd9e314332396893fc.png)
湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）任务书课题_地铁杂散电流的防护方案研究与设计编号＿＿＿＿＿＿＿专业电气化铁道技术班级309-1班学生姓名＿＿潘亚谭会文杨泉指导单位湖南铁路科技职业技术学院指导教师＿王向东向俊杰设计(论文)任务与要求:任务:此次毕业设计（论文）的任务是完成地铁杂散电流的防护的分析设计，通过分析杂散电流的产生来设计其防护措施。
要求：此次毕业设计（论文）的要求是以地铁杂散电流的产生及危害为依据和基础，详细设计地铁杂散电流的防护措施。
设计(论文)依据的原始资料:【1】湖南铁路科技职业技术学院毕业设计（论文）工作规范（铁路科职院）【2007】26号文件设计(论文)文件的组成及要求:论文组成：摘要、目录、引言、结论、附录、指导教师评阅表、评阅教师评阅表、答辩评阅表、专业答辩组提问情况、评定书。
论文要求：观点明确、实事求是、思路清晰、条理清晰，并在论文中能准确的表达自己的设计理念。
参考资料:[1] 地铁杂散电流腐蚀防护技术规程(ＣＪＪ49-42).[2] 朱孝信.地铁的杂散电流腐蚀与防护[J].材料开发与应用,1997,12[3] 王勇.深圳地铁的杂散电流防护措施分析[J].铁道机车车辆,2001,5:32～34.[4] 李守本,姚萍,王洪仁,张克宇.上海轨道交通明珠线杂散电流防护与监测系统[J]材料开发与应用,2001,16(3):23～26.[5] 高敬宇，易友祥．地铁杂散电流的分析[J]．天津理工学院学报，1996，12(3)：52～55．[6] 李明．地铁杂散电流防护研究[J]．轨道交通现代化，2002，12(4)：23～25．[7] 马沂文，马宏儒．必须重视城市轨道交通杂散电流腐蚀的防护[J]．城市管理与科技，2001，3(3)：19—21．[8] 王立天，高继．地铁及轻轨系统迷流防腐蚀控制设计方法及体会[J]．地铁杂散电流腐蚀防护研讨会论文集，天津，1994．[9] 郑瞳炽．城市轨道交通牵引供电系统[M]．北京：中国铁道出版社，2000．任务下达时间:2011年11月15号毕业设计开始与完成任务日期:2011年11月16号至2011年12月23号系部专业教学指导委员会该毕业设计（论文）选题符合本专业人才培养目标要求，同意下达任务。
地铁直流牵引供电系统杂散电流分析作者：杨逐来源：《科技资讯》2014年第11期摘要：我国现在城市的中地铁建设水平越来越先进，但是随着技术的进步，新的问题也会在这个时候产生，所以也就要求我们必须从最初的环节开始进行地铁建设优化。
所以本文主要介绍了地铁的主要问题杂散电流的产生、危害及防止措施。
关键词：直流供电供电系统杂散电流防治措施中图分类号：TN919.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）04（b）-0106-02随着现代科技的快速发展，人们都对速度的要求越来越严格，我们的技术也越来越先进，并且有了相当大的发展。
城市内部的交通也在逐步的更新换代，所以一些大城市已经有了技术更加先进的地铁，但是随着地铁的普及，一些技术上的问题也逐渐的显露出来，其中地铁直流供电牵引系统中的杂散电流问题受到了重视。
现在我们国家技术部门已经对杂散电流防护的设计、施工、运营等方面已经有了一定的措施。
1 杂散电流的重要性分析现在的社会，一些大城市越来越拥挤，人们上下班也成为大问题，我甚至觉自行车在那个地方应该是最好的选择。
所以本着缓解城市交通的出发点，立交桥的数量不断增加，而且地铁也越来越多的出现在人们的视野当中，这对缓解城市的交通压力有着跨时代的意义，也有着科学发展的现实意义，也代表了城市轨道的发展。
地铁运行安全、承载量大、运载量大，城市居民对其十分青睐。
但是地铁的建设需要较高水平的技术支撑，工程人员必须对直流牵引系统进行严格的分析，知道地铁运行时的电流额度，确定好变电所安排位置，其中的最主要的环节就是要检查出接触电网的电压是否可以带动机车的运行。
直流牵引供电系统也会产生杂散电流，具有非常强的破坏性。
单从金属腐蚀方面来讲，杂散电流会对地表以下的钢筋、地下管线产生腐蚀，从而造成金属流失，这最初带来的危害并不是非常明显，但是一旦达到一定的程度就会将危险无限放大，就会对地铁造成破坏，甚至对群众的生命安全产生极大的威胁。
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。
地铁杂散电流干扰变压器多场传播模-态分析在现代都市的地下，地铁如同一条条巨龙，蜿蜒穿行。
然而，这些钢铁巨龙的行进并非没有代价。
它们产生的杂散电流，就像无形的水波，悄然影响着周围的电磁环境，尤其是对变压器这一电力系统的心脏造成了不小的干扰。
本文将深入剖析地铁杂散电流对变压器的多场传播模态，并探讨其背后的科学原理与可能的解决方案。
首先，我们需要明确一点：地铁杂散电流是如何产生的？当地铁列车在轨道上飞驰时，其动力系统会产生大量的电流。
这些电流并非全部被有效利用，有一部分会“逃逸”到轨道之外，形成所谓的杂散电流。
这些电流就像是一群顽皮的孩子，四处游荡，寻找着可以玩耍的地方。
而变压器，作为电力系统中的重要设备，自然成为了它们的目标之一。
那么，这些杂散电流是如何影响变压器的呢？我们可以通过一个生动的比喻来理解：变压器内部的电磁场就像是一场精心编排的舞蹈，各个部分都按照既定的节奏和步伐行动。
然而，当杂散电流这个“不速之客”闯入舞池时，原有的秩序被打乱了。
它改变了电磁场的分布和强度，导致变压器的工作状态发生了微妙的变化。
这种变化可能表现为噪声增加、效率降低，甚至可能引发更严重的问题。
为了更深入地理解这一问题，我们需要进行多场传播模态分析。
这就像是给这场电磁舞蹈拍摄一部慢动作电影，仔细研究每一个动作、每一个表情。
通过这种分析，我们可以发现杂散电流在变压器内部的具体传播路径和影响方式。
例如，它可能会沿着某个特定的方向前进，或者在某个特定的区域聚集。
这种详细的了解为我们制定解决方案提供了宝贵的线索。
目前，解决这一问题的方法主要有两种：引导和隔离。
引导就像是为那些顽皮的孩子修建一座游乐场，让他们在那里尽情玩耍，不再骚扰变压器。
具体来说，可以通过设置专门的回路来收集杂散电流，并将其引导到安全的地方。
而隔离则更像是在变压器周围筑起一道高墙，防止杂散电流的侵入。
这可以通过使用特殊的屏蔽材料或改变变压器的结构设计来实现。
然而，我们必须认识到，无论采用哪种方法，都无法完全消除杂散电流的影响。
地铁杂散电流研究与在线自动监测装置开发的开题报告一、选题背景地铁是现代城市公共交通系统的重要组成部分，随着地铁线路的不断扩建和乘客的不断增多，地铁杂散电流的问题日益严重。
地铁杂散电流是指地铁走行部分、架线以外的电流，它会对周围环境和人体健康产生负面影响。
因此，研究地铁杂散电流的规律和特点，探究地铁杂散电流的来源以及对人体健康的影响，具有重要的现实意义。
目前，国内外对于地铁杂散电流的研究仍处于起步阶段。
对于已有的研究成果，大多是基于实验室条件下对地铁杂散电流的研究，缺乏对实际运营地铁的场地监测和实时数据采集。
因此，建立一套能够进行在线自动监测和数据采集的地铁杂散电流监测系统，对于深入研究地铁杂散电流规律和特点、探究其产生机理具有重要意义。
二、研究内容本课题主要研究地铁杂散电流的规律及其对人体健康的影响，并针对其在线实时监测开发相应的装置。
具体研究内容包括：1.地铁杂散电流的起源和影响因素的研究。
2.对不同类型地铁线路、车辆和地形等因素对地铁杂散电流的影响进行分析。
3.通过实地监测和数据采集，探究地铁杂散电流的特性和规律。
4.开发一套具有在线自动监测和数据采集功能的地铁杂散电流监测系统。
三、研究方法1.文献资料法：通过专业文献和已有的研究成果分析地铁杂散电流的起源、危害及相关影响因素。
2.实地监测法：通过实地监测和数据采集的方式，探究地铁杂散电流的特性和规律。
3.数学统计法：通过对监测数据的分析和处理，获取地铁杂散电流的相关特征参数。
4.硬件开发法：通过选取合适的传感器和数据采集设备，设计开发适合地铁环境的在线自动监测装置。
四、预期成果1.研究地铁杂散电流的规律及其对人体健康的影响，形成完备的研究成果。
2.建立具有在线自动监测和数据采集功能的地铁杂散电流监测系统，可用于实际地铁场地的在线监测。
3.为提高地铁运营的安全性和环保性提供技术支持。
五、进度安排一年内完成以下阶段性任务：第一阶段（1-3月）：文献阅读和课题立项1.阅读相关文献，了解国内外地铁杂散电流的研究现状。
地铁杂散电流干扰下的燃气管道剩余寿命预测研究地铁杂散电流干扰下的燃气管道剩余寿命预测研究一、引言燃气管道是城市能源供应的重要组成部分，在保障居民生活质量和城市发展方面起着不可替代的作用。
然而，在长期使用的过程中，燃气管道会受到各种外界因素的影响，其中地铁杂散电流干扰对燃气管道的损伤不容忽视。
本文对地铁杂散电流干扰下的燃气管道剩余寿命进行预测研究，旨在为城市燃气管道的管理和维护提供科学依据。
二、地铁杂散电流对燃气管道的影响地铁作为现代城市的重要交通工具，经过密集的使用会产生大量杂散电流。
这些杂散电流会通过地下的土壤以及燃气管道等导体传递，进而对燃气管道造成损伤。
主要影响有：1. 电化学腐蚀：杂散电流中的电子和电解液中的正离子相互作用，导致燃气管道表面产生腐蚀现象，加速其老化和磨损。
2. 电火花放电：地铁杂散电流经过燃气管道时，可能产生电火花放电，这会导致管道的局部烧蚀和介质击穿，从而引发事故。
3. 电磁场干扰：地铁杂散电流产生的电磁场会对燃气管道周围的其他设备和管线产生干扰，影响其正常运行和寿命。
三、地铁杂散电流干扰下燃气管道剩余寿命预测方法为了准确预测燃气管道在地铁杂散电流干扰下的剩余寿命，本文采用了以下研究方法：1. 数据采集与分析：通过现场观测和实验，采集燃气管道的电流、电压、温度等相关数据，并分析其与燃气管道寿命的关系。
2. 电化学腐蚀模型建立：根据实验数据，建立地铁杂散电流引起的电化学腐蚀模型，分析腐蚀速率与电流密度、导电解质浓度等参数的关系。
3. 寿命预测模型构建：结合电化学腐蚀模型和其他因素（如管道材质、工作压力、介质性质等），建立燃气管道剩余寿命预测模型，以预测燃气管道在地铁杂散电流干扰下的寿命。
4. 模型验证与优化：通过实验结果对模型进行验证，并根据实际情况对模型进行优化和修正，以提高预测的准确性。
四、地铁杂散电流干扰下燃气管道剩余寿命管理在深入研究地铁杂散电流对燃气管道影响的基础上，本文提出以下对于燃气管道剩余寿命的管理措施：1.燃气管道绝缘处理：针对地铁杂散电流的传递路径，对燃气管道进行绝缘处理，减少电流的传递，降低对燃气管道的损伤。
第３６卷 、 《）１．３６ 第１期 ｎ．１ 研究与交流
Ｓ Ｉ、Ｉｌ１）、 Ｎ１）ｒ：ＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ
基于电场的地铁杂散电流模型研究 庞原冰，李群湛，刘炜，周福林 （西南交通大学电气工程学院，四川成都６１００３１）
摘要：讨论了地铁杂散电流电路元件模型特点，构建了基于电场的杂散电流模型，分析杂散电流的分 布，估计其可能带来的危害，并以金属腐蚀量作为评估杂散电流危害的直观标准。通过编程对算例进行了求解 ｉ 和分析。 关键词：地铁供电；杂散电流；数字模型
中图分类号：Ｕ２３１．８ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—９１７８（２００８）０１—００３２—０４ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｆｔｅｒ ｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇ ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｆ ｓｔｒａｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｍｏｄｅｌ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｓ ｉｔｈｅ ｓｔＩａｙ¨¨ ｃｕｒｒｅｎｔ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｔｏ ａｎａｌｙｚｅ ｔｈｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔｒａｙ ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎ ｓｕｂｗａｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｄａｍａｇｅｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｉｔ．Ｔｈｅ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ｏｆ ｍｅｔａｌ ｉｓ ｕｓｅｄ ａｓ ａ ｖｉｓｕａｌ ｓｔａｎｄａｒｄ ｔｏ ｅｖａｌｕａｔｅ ｔｈｅ ｈａｒｍ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒａｙ ｃｕｒｒｅｎｔ．ｈ ｔｈｅ ｅｎｄ ｏｆ ｔｈｅｌ ｐａｐｅｒ ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ ｉｓ ｇｉｖｅｎ ａｎｄ ｉｔ ｉｓ ｓｏｌｖｅｄ ｂｙ ｃｏｍｐｏｓｉｎｇ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｓｏｆｔｗａｒｅ、 Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｓｕｂｗａｙ Ｐｏｗｅｒ Ｓｕｐｐｌｙ；Ｓｔｒａｙ Ｃｕｒｒｅｎｔ；Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌ
１ 杂散电流危害影晌因素及评判依据 地铁杂散电流对金属管线和混凝土主体结构中 钢筋的腐蚀在本质上是电化学腐蚀。在腐蚀反应过 程中，金属本身就是反应物，向溶液或介质流出电流 的金属部分为阳极．被氧化至较高价态失去电子。而 存在于溶液或介质中的其他反应物，即电子的受体， 被还原至较低的价态获得电子。 如图１所示，地铁杂散电流所流经的路径可以 看作若干个串联的腐蚀电池。 ● ； ▲ ＼＼． ｆ， － ｆ ＿／ Ｌ…— ＝＝ｌｌ—— ¨ｌ ＝—————————————二二二二 ——＿二＝二二二二 —————— 阳极区 阴极区 阳极区 ，。厶——列车取流厶，４——钢轨回流电流 ——杂散电流 图ｌ杂散电流腐蚀示意图 目前条件下，地铁杂散电流难以直接测量．一般 都采用间接的办法来检测杂散电流的腐蚀情况。腐 收稿日期：２００７—０９—２９ 作者简介：庞原冰，硕士研究生；李群湛，教授；刘炜，博士研究 生；周福林，博士研究生 蚀防护标准给 了需要监测的杂散电流的各项参数 和监测方法，并给出了判定依据。其中，地铁结构与 设备受杂散电流腐蚀的危险性指标，是由结构表面 向周围电解质的电流密度和由此引起的电位极化偏 移来确定的。而电流密度难以直接测量．只有通过测 量极化电位来判断。影响杂散电流大小的因素主要 有接触网网压、牵引变电站间距、负荷的大小、轨道 电位、埋地金属的极化电位、轨道对地的过渡电阻、 轨道纵向电阻和土壤电阻率等。这些参数在《地铁杂 散电流腐蚀防护技术规程》中有具体的规定。 杂散电流对金属结构的危害表现在对金属的腐 蚀。金属腐蚀量服从电解法则：由电流通过而发生的 腐蚀量，与通过的电量成正比：同一电量引起的不同 物质的腐蚀量，与该物质的电化学当量成正比。即． 电流，在时间ｔ内造成的腐蚀量可用下式表达： Ｗ＝Ｋ／ｔ （１） 式中： 为金属腐蚀量， ；Ｋ为金属的电化学当 量，ｋｇ／（Ａ．ｓ）；，为流出阳极金属的电流，Ａ；ｔ为时间．Ｓ。 由式（１）可以看出，如果要用金属腐蚀量这一较 为直观的标准来判定杂散电流的危害．关键在于对 流出阳极金属电流的求解。
２双边供电杂散电流的电路元件模型 地铁列车由多个变电所供电．在每个供电区间 ・３２・ （ｊ《）㈠ １ ｊ （ 、 ２５５｝
维普资讯 http://www.cqvip.com 铁道技术监督 至少是双边供电。图２为典型的可用于计算机仿真 计算的杂散电流电路元件模型Ｉ４］。 通过电路分析，可得出图２中双边供电情况下， 供电区段内轨道对地泄漏杂散电流解析表达式ｌ５１如 下：
ｒｌ￣ｒ厂接触网线路电阻；Ｒｒ＿＿走行轨电阻；Ｒ 一轨道对 地的过渡电阻；Ｉｎ、Ｉｎ、 、 一走行轨回流电流； ㈨、 厂＿一流人 地中杂散电流；，、 厶——列车取流，其中Ｉ＝Ｉ ＋厶；Ｌ 、Ｌ厂列车到 变电所距离。 图２双边供电地铁杂散电流电路元件模型
式中： 、／ ； 为泄漏点到变电所距离，ｍ；ｉｓｉ（ ） （ ∈Ｌ。）为 区段流人地中的杂散电流；／￣‘ｓ２（ｘ）（ ∈Ｌ ） 为 区段流人地中的杂散电流。其他参数同图２注 释。并可以证明嗍： ｆ，。＝ 。一 。＋ 【Ｉ２＝Ｉｒ￣－１２＋ ｌ 必须指出的是：鉴于许多因素的不确定性，严格 意义上的地铁杂散电流电路元件模型杂散电流理论 公式是很难推导的。故为了简化分析难度，并尽可能 减少误差，式（２）在求解时设定了必要的假设条件： ①走行轨的纵向电阻是均匀分布的： ②轨道对地的过渡电阻和土壤电阻也是均匀 分布的： ③馈电线路阻抗忽略不计。 此外．加入排流网及埋地金属后的杂散电流电 路元件模型，详见文献【３】。
３基于电场的双边供电杂散电流模型 影响杂散电流的因素很多，并且具有很高的不 确定性。杂散电流电路元件模型随着考虑因素的增 加，假设条件逐渐增多，模型愈发复杂化，计算可信 度随之降低，计算过程也越加繁琐。因此，有必要寻 求一种更为可靠方便的计算模型。 杂散电流的危害主要在于其对金属的腐蚀。式（１） 已指出金属腐蚀量的大小与其作为阳极时流过的电流 有关。由式（２）可以求出双边供电情况下轨道对地杂散 电流，本文通过电场模型，以期求解出地面下电场分 布。由此推导出流出埋地金属结构上各点的电流，最终 归算到腐蚀量，用以评价杂散电流带来的危害。 在地铁运行时，预计涉及影响到电场的因素有 以下几部分： ①接触网处长直导线产生的电场： ②回流轨处长直导线产生的电场； ③泄漏点处半球形电极产生的电场； ④变电所处半球形电极产生的电场。 首先考虑接触网和回流轨所引起的电场。如图 ３所示： ＾■ 、
０
介质相对介电常数： 坐标原点；＾——长直导线截面几何圆心 到分界面距离： ——导线单位长度电荷量。 图３镜像法和电轴法求解长直导线电场
其中：ａ２＋ｂ２＝ｈ ，等效线电荷位置为（０，±６），若已 知长直导线单位长度电荷量为丁，要求解 介质中 的电场强度，则只需要在（０，ｂ）位置处用镜像电荷
丁”＝二三２＿＿丁取代Ｊ『即可。
丁 ２ｖ ｅｏ Ｕｏ ’ 为长直导线与其镜像问的电
・３３・
一 一 一 一 维普资讯 http://www.cqvip.com 研究与交流 压差。解出 介质中的电场强度为： 一Ⅳ ｅ，
（３）
Ｚ＇ＩＴ８２／＂
式中，８０＝８．８５ｘ１０一 Ｆ／ｍ为真空介电常数；ｅ 是以截 面电轴处为原点指向待求场点的单位矢量；ｒ为横 截面上电轴所在点到所求场强点处的距离。其他参 数见图３注释。 由以上分析，可得出接触网处长直导线在地面 下产生的电场为：
ｅ 回流轨处长直导线在地面下产生的电场为： Ｅ 蒜，，ｉ－ｔｔ ｅ，
（４）
（５） 但由于轨道紧邻地面，有ａｒ＝ｈ ，则ｂＴ＝Ｏ。而电 压不能突变，所以 ０，即 ，与 均为０。故，由 长直导线模型建立的电场仅由 产生。 以分界面轨道处为零电位点，则由接触线在地 面下任意点产生的电压为： ｆ ｂ ａｔ．ｔ！ ， Ｕｕ＝Ｊ ｎ （６）
接下来讨论泄漏点及变电所处半球形电极所产 生的电场。之所以用半球形电极模拟杂散电流在地 面下产生的电场．主要考虑到杂散电流在地下的分 布是杂乱无章的，但其沿轨道线的大体分布是可知 的，通过半球形电极等效后其大体分布能够保持不 变。另外，半球形电极用于探讨杂散电流特性还具有 以下几点优势： ①在计算流经大地的电流时，比较直观的方法 就是由电场强度及土壤电阻率通过欧姆定律的微分 形式获得； ②轨道上任意一点的杂散电流在模型设定的 土壤介质各向同性条件下对地下任意一个方向泄漏 的强度都是相等的，半球形电极可以很好地满足这 一特点： ③半球形电极由于几何上具有很强的对称性。 所以其电场也易于分析。 如图４所示，若流人半球形电极的电流为 则在距球心处的电流密度为：
ｉ： （７） ２＇ｒｒｒ
根据欧姆定律微分形式ｅ＝ｐ・ 得到由半球形电 极在地面下建立的场强为：
．３４．
： 、 厂＿一流入电流；尺——等效半径； ——距球心ｒ处电流密度； 电场强度； 一土壤电阻率。 图４半球形电极电场
ＥＲ＝ｐ二 ｅ， （８）
２＇ｒｒｒ
以分界面轨道处半球形电极球壳处为零电位 点，则此处电压为：
＝』 （÷一 ） （９）
式中：Ｒ为半球形电极半径．通常可取Ｒ为轨 道间距的一半０．７１ ｍ 图５中Ｌ。区段内某处半球形电极在地面下某 变电所Ｌ， Ｚ Ｌ 变电所 ０ ｌ一………… ～……～一・ …………——…一————— Ｌ
＜ 列车行驶在ｚ处时埋地金属Ｐ点的腐蚀电流：半球形电 极中的正号代表电流从此半球形电极流出。负号代表电流流人。
图５杂散电流电场模型示意图
点建立的电压为：
。 （寺一击） （１０）
Ｌ。区段内变电所处半球形电极在地面下某点 建立的电压为：
‰ （ 一 ） （１１） 同样可得，Ｌ 区段内某处半球形电极在地面下 某点建立的电压为：
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