地铁迷流腐蚀及其防护技术方案的若干研究

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1、地铁迷流腐蚀及其防护技术方案的若干研究张长城中国铁建国际集团有限公司北京海淀100855摘要：木文对地铁迷流的概念进行了介绍，并且探讨了其腐蚀的危害、机理以及特点，对如何进行腐蚀判断以及主要采取的防护措施进行了论述，同时初步设计了控制系统来对地铁迷流进行监测。关键词：地铁；迷流腐蚀；防护技术；监控系统城市轨道交通系统中地铁列车的供电方式为直流供电，而电流返回则是利用走行钢轨来实现的，但是钢轨并不是完全对地绝缘的，所以会有一部分电流从钢轨中泄漏出去，就形成了迷流。因为这种电流没有固定的方向，所以又称杂散电流。由于迷流会对钢轨底下的桥梁、隧道结构中的钢筋、沿线的金属管线

2、等金属设备造成严重的腐蚀，所以为了保证建筑设施的安全必须积极对其进行防护。1迷流腐蚀以及防护工作1.1迷流腐蚀的机理电流在地铁回流的轨道中是由高电位向低电位流动的，也就是电流经过车辆和车轮，经由轨道回到牵引变电所的负极，此时的高电位是车辆所在的位置，低电位是牵引变电所，轨道和地面之间存在一定的过渡电流，电位差和过渡电流之间会有电流泄漏出去。这些回流电流在泄漏之后返回牵引变电所或者其他低电位地点的时候会经过地铁附近埋设的金属管道等。这些杂散电流沿着金属管道走过产牛.负电荷，虽然不会对该处的管道造成影响，但是管道表面会因为点位过负而出现表面析氢，损坏了防腐绝缘层；从这些

3、绝缘层破损的地方杂散电流会流出,此时管道由于带正电是阳极区，所以铁离子会被周围的电解质溶解从而对阳极区的金属管道产牛.腐蚀作用。1.2迷流腐蚀的特点首先腐蚀的强度和危害都比较大。金属燃气管道埋在地下，采用的多为原电池型，只奋几十毫安的腐蚀电流；而杂散电流在进行干扰腐蚀的吋候可以达到几十伏的电位，电流可以高达上百安。1A的电流在流经钢管表面后一年，可以溶解的量为10kg,足以见得迷流产生的腐蚀的严重程度。其次是范围广并且具有很强的随机性。地铁的杂散电流可能会对整个城区的地下金属管网造成影响，同时由于轨道和地面的绝缘电阻、土壤的电阻率以及管道的防腐绝缘层电阻等都是不断在

4、变化的，所以杂散电流也冇了很人随机性，增大了防护的难度。1.3腐蚀判断标准国内主要采用以下两种方法来判断是否冇地铁迷流干扰腐蚀埋地金属燃道,第一种方法是将那些距离直流电气铁路、阴极保护系统以及K他的直流干扰源附近的管道选择出来，如果管道上任意一点附近的土壤存在高于0.5mV的电位梯度，那么就是冇直流干扰的存在；第二种方法是检查这些管道任意一点的管道电位和自然电位的比较结果，如果正向偏移20mV的吋候就是奋直流干扰。当确定埋地金属管道受到了直流杂散电流的干扰，就要对其进行长期监控，并采取适当的补救措施。1.4主要的防护措施(1)保证牵引供电负极冋路的通畅，也就是说冋流

5、轨之间有电连通，当牵引变电站负极轨和冋流轨之间冇可靠连接的时候冋路的电阻会降低，从而保证冋路电流的畅通性。(2)在冋流轨下采用绝缘垫，这样电流就不会通过铁轨泄漏电流到地面。(3)绝缘安装停车场以及其他特殊位置的排水管道，并II在其外部安装绝缘套管。(4)对高架车站轨道的梁结构进行绝缘隔离，与其他建筑物保持距离。(5)绝缘安装车站牵引变电站的直流电源设备。(6)将冋流轨下的铁道梁以及床内结构钢筋等收集起来形成收集网对杂散电流进行收集，这样当铁轨产生迷流的时候就可以被收集网吸收走，并且传送至电源负极。这些防护措施从理论上来说都可以起到减少电流泄漏的作用，但是也存在一定的

6、副作用，会干扰到其他没奋安装排流装置的金属结构，所以说研究出更科学合理的综合排流装置是非常冇必要的，既要将迷流对金属结构的腐蚀消除，同吋还不能具有副作用。2监控迷流的方法虽然现代地铁轨道系统中都冇相应的设计来对迷流腐蚀进行防护，但是仍然存在迷流泄漏的问题，依旧会造成腐蚀，同吋很难找出具奋是哪个部位泄漏，具体程度如何。但是B前人们已经意识到必须定期对管道进行监测和检查，从而起到控制迷流的作用，并II将维护成本降低，避免产生严重的后果。2.1监测系统结构迷流监测的主要作用是对轨地阻抗进行确定，冋吋找出地铁运输结构中的腐蚀电位。例如上海的地铁1号线和2号线都冇系统对迷流进

7、行监测，其电位监测传感器使用的都是深埋式的硫酸铜电极，优点是免维护，具体的系统组成图见图1。检测系统具有两个主要部分即自动监测装置和上位机系统。其中自动监测装置负责对模拟量和开关量进行采集并储存，可以在液晶屏幕上实吋的显示参比电极的本体点位以及结构钢的极化电位等；如果发现结构钢极化电位超标或者是发现钢轨电压快要接近规定的CJJ49-92的吋候就发出警报，并且根据具体情况发布命令对智能排流枳进行控制，启动排流。上位机主要是和自动监测装置使用RS485/232信号转换进行连接，将各种信息通过软件实吋显示出来，这样对于历史数据的查询以及故障记录就会便利很多，冋吋还可以