地铁杂散电流的危害及其防护

李 凯

（南京地铁运营有限责任公司，江苏南京 210012）

地铁杂散电流的危害及其防护

李 凯

（南京地铁运营有限责任公司，江苏南京 210012）

简单阐述地铁杂散电流的形成及危害，提出杂散电流的防护办法。

杂散电流；危害；防护

正文

目前，地铁系统的供电方式一般采用直流供电。在地铁的供电系统中，理想情况下，电能由牵引变电所正极经由馈电线、接触网（轨）输送给电客车，而又从电客车经钢轨（轨道回路）、回流线返回牵引变电所的负极。

1. 杂散电流的产生

直流牵引供电系统在理想的状况下，电客车所需的牵引电流由牵引变电所正极出发，经由接触网（轨）流向电客车，再由回流轨、回流线返回变电所，钢轨作为回流线路的一部分，有电流经过。但钢轨与隧道或道床等结构钢之间的绝缘电阻并不是无限大，这样势必造成牵引电流不能全部经由钢轨流回牵引变电所的负极，总有一部分电流会泄漏到隧道或道床等结构钢上，然后经过大地流回牵引变电所的负极，这部分泄漏出来的电流就是杂散电流，也称作迷流。

2 .杂散电流的影响和危害

杂散电流是一种不按照规定途径移动的电流，它存在于土壤中，与需要保护的设备系统没有关联。杂散电流是一种有害的电流，它的危害可以概括为两个方面。

第一，杂散电流的存在会造成地下金属管线的腐蚀。根据统计，钢轨的杂散电流腐蚀在隧道内及道岔等部位尤为显著。杂散电流通过混凝土时对混凝土本身并不产生影响，但如果有钢筋存在，钢筋很容易发生腐蚀。如果结构物中的钢筋与钢轨有电接触，则更容易受到杂散电流腐蚀。在地铁运营一段时间后，如果要对遭受杂散电流腐蚀破坏的钢筋混凝土结构进行维修和更换将是十分困难的。埋地管线主要有自来水管、石油管线、蒸汽管线、煤气管线等公用事业管线以及各种电缆管等，这些管线存在不同程度的杂散电流腐蚀问题，有些铁管在埋入数年内甚至数月内就会发生腐蚀，如果不在设计和建设时提前考虑杂散电流的腐蚀问题，将产生极为严重的后果。

第二，杂散电流的存在会对电气设备造成影响。杂散电流若流入电气接地装置，将会造成过高的接地电位，使某些设备无法正常工作，杂散电流所引起的过高的接地电位甚至有可能危及人身安全。如果轨道局部或整体对地的绝缘变差，则对大地的泄漏电流增大，地下杂散电流增大，会使钢轨电位发生变化，有可能引起牵引变电所的框架保护动作，给地铁牵引供电带来不利影响，甚至影响地铁的正常运营。而且，轨电位过高的情况下，虽然牵引供电系统内安装有轨电位限制装置，但在车辆段等有工作人员的区域，仍有可能对人员的人身安全构成威胁。

3 .杂散电流的防护办法

杂散电流的防护设计应采取“以堵为主，以排为辅，防排结合，加强监测”的原则。以堵为主，就是隔离和控制所有可能的杂散电流泄漏途径，减少杂散电流进入城市轨道的主体结构、设备以及可能与其相关的设施。以排为辅，就是通过杂散电流的收集及排流系统，提供杂散电流返回至牵引变电所负极的通路，防止杂散电流继续向本系统外泄漏，以减少腐蚀。加强监测，就是设计完备的杂散电流检测系统，监视、测量杂散电流的大小，为运营维护提供依据。

对地铁杂散电流的防护，按照 “以堵为主，以排为辅，防排结合，加强监测”的原则，通常在地铁建设过程中以及建设完成后的运营中采取以下措施进行防护，以减少杂散电流的危害。

在设计建设阶段,可以采取的措施主要有以下几点：

（1）地铁设计时可根据实际条件适当缩短牵引变电所之间的距离，并尽量采用双边供电。根据测算统计，杂散电流与供电距离的平方近似成正比，缩短供电距离可有效减少杂散电流。

（2）在条件允许的情况下，尽可能增强钢轨与轨枕、整体道床之间的绝缘，尽可能增强整体道床与隧道、高架桥梁、车站间的绝缘，在高架区段，尽可能增加桥梁与桥墩之间的绝缘。总之，尽可能降低杂散电流扩散的可能性。

（3）建立杂散电流收集网和杂散电流排流装置。利用整体道床内结构钢筋的可靠电气连接建立主要的杂散电流收集网，利用隧道、车站结构钢筋的可靠电气连接建立辅助杂散电流收集网，并借助使用电缆确保全线的杂散电流收集网在电气上连续。

在运营阶段，可以采取的措施主要有以下几点：

（1）定期对全线轨道线路清扫，保持线路清洁干燥，保持钢轨绝缘垫和轨道扣件处无易导电物质影响其绝缘性能，确保钢轨对地绝缘良好。

（2）定期检查杂散电流收集网之间的迷流电缆等是否连接良好，有无缺失，连接螺栓是否生锈等。如果这些连接部件状态不良，应及时进行修复。

（3）定期利用杂散电流综合测试装置，监测整体道床结构钢筋、车站隧道结构钢筋、高架桥梁结构钢筋相对周围混凝土介质的平均电位是否超标，以便决定是否对钢轨回路及钢轨泄漏电阻进行测试检查，然后结合测试结果进行维护。

（4）根据实际需要，合理使用前期设计安装的杂散电流排流装置进行选择排流。

结语

随着地铁运营时间的增加，杂散电流的产生是不可避免的，杂散电流是一种有害的电流，它所带来的影响是多方面的，会对地铁系统中的设备、设施带来不利影响，严重的甚至会影响人员安全。如果不加以重视，很可能造成非常严重的后果。本文结合工作经验，参考和总结一些文献资料以及专业内前辈专家们的观点，简单阐述了杂散电流的危害及其防治。

[1]宋奇吼,李学武等.城市轨道交通供电[M].北京:中国铁道出版社,2012:15-35.

[2]谭冬华.地铁杂散电流的危害与防护[J].都市快轨交通,2007,20(1).

[3]中华人民共和国建设部.地铁杂散电流腐蚀防护技术规程[S].北京:中华人民共和国建设部,1992,7.

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1007-6344（2015）10-0338-01