接地与杂散电流

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1、接地与杂散电流摘要：当直流大电流沿地面敷设的轨道流动时，直流电流除了在轨道中流动外，还会从轨道泄漏到大地，在大地中的各种金属物体上流动，然后再回到电源系统。这部分泄漏出来的电流称为杂散电流，在地铁工程中又称为迷流。关键词：接地钢轨阻抗杂散电流当直流大电流沿地面敷设的轨道流动时，直流电流除了在轨道中流动外，还会从轨道泄漏到大地，在大地中的各种金属物体上流动，然后再回到电源系统。这部分泄漏出来的电流称为杂散电流，在地铁工程中又称为迷流。（一）杂散电流的特点　　某重要工程有一根地下输油管道，投入使用不久，就出现穿孔漏油，对穿孔漏油处进行踏勘，发现地面有一条直流电气小

2、铁路，总长约2500m，其中有1000m左右与输油管道平行，两者间距很近，一般只有几十米，有的地方只相距25m。　　为了查明是否是由杂散电流造成输油管漏油，对输油管道对地的电位进行测量（注意：输油管外面已进行过绝缘处理，包缠着玻璃丝带和柏油），测量得到如下结果：　　１．管－地电位不稳定　　对腐蚀区的几个点进行测定，发现各点的管一地电位均随时间而波动，在10～15min内，波动幅度最大可达到数伏，如图32所示：G测点，管一地电位在-1.0V～-3.5V之间波动，E测点在+1.5V～-1.0V之间波动。　　管对地电位是否稳定，是判别地中是否存在杂散电流的一个重要标

3、志，上述测量结果表明管一地电位不稳定，这说明检测点地中存在杂散电流。　　2．管－地电位严重偏离正常值　　此工程对10个点的管-地电位进行测试，其结果如表17所示。　　根据测量结果判定，该地区的自然电位为-0.6～-0.7V左右，取中间值-0.65V作为该地区自然电位正常值，于是得出10个测量偏离正常值的最大值，其中A地的测量值比较接近正常值，其馀各点均明显偏离正常值，最大的负偏达3.15V，最大正偏达2.45V。　　当出现严重的偏离正常值电位时，表明此地段受到相当强的地下杂散电流侵袭。　　3．土壤电位梯度反常　　在正常的自然条件下，土壤的电位梯度一般是很小的，

4、与常规法的测量误差处于同一数最级，对该工程中偏离正常值最大的两个点进行土壤电位梯度测量结果如表18所示。根据分级标准，土壤电位梯度小于0.5mV／m时，为杂散电流弱干扰地区，在0.5～5mV／m之间为中等强度干扰地区，大于5mV／m为强干扰地区。G点处于强干扰地区，E点处于中等强度干扰地区。　　根据电蚀原理，杂散电流流进管道的部位，即管-地电位负偏为阴极区；杂散电流由管道流出的部位，即管-地电位正偏为阳极区，也就是产生腐蚀的部位。　　由表17可知；由B测点至F测点地段，管道为阳极区，亦即腐蚀区；在E点附近，管-地电位正偏最大，腐蚀最为严重。（二）减少杂散电流的

5、方法目前地铁一般采取以下方法来减少杂散电流。　　1．减小钢轨阻抗　　地铁列车走行钢轨同时作为牵引列车人流回流用，因此钢轨阻抗越小，从钢轨向外流失的杂散电流也越小，减少钢轨阻抗的有效办法是采用长钢轨，钢轨越长，钢轨接头就越少，钢轨的阻抗也就越小。对钢轨接头除了用鱼尾板螺栓连接外，再在两根钢轨之间用2根120mm2以上的绝缘铜电缆连接。　　2．走行钢轨采用点支承　　减少钢轨与地面的接触面也是减少杂散电流的方法之一，为此走行钢轨采用点支承，即用混凝土软枕作为支承。　　3．钢轨与地绝缘　　钢轨与地绝缘越好，杂散电流也就越小，为此在钢轨与混凝土软枕之间、紧固用螺栓与混凝

6、土软枕之间、扣件与混凝土软枕之间采取绝缘，要求每公里轨道对杂散电流收集X的泄漏电阻值大于10Ω。　　4．设置杂散电流收集X　　上海地铁电动车辆采用直流供电．额定电压为1500V、额定在引电流高达3000A。虽然兼作回流的走行钢轨与地之间采取了绝缘措施，又采用长钢轨，钢轨接头处加焊铜电缆，但钢轨本身具有电阻，当电流流过钢轨时在电阻上就产生电位差，因钢轨对地绝缘电阻不可能处于无穷大，故有电位差就会产生杂散电流，即大行钢轨小一部分电流将流出轨道，此杂散电流在地铁中作为“迷流”。当迷流进入地铁隧道的结构钢筋及与隧道绝缘不良的金属管道、支架、桥架等时，在有电解质的情况下

7、，这些金属设备将受到电腐蚀。为此在地铁混凝土软枕下的道床内设置杂散电流收集X。　　杂散电流收集X由上、下两排纵向钢筋组成，每排钢筋为5根Φ12mm钢筋，每隔50m用一根Φ25mm以上的横向钢筋将5根纵向钢筋焊接成一整体，同时用两根Φ20mm钢筋把上、下2根横向连接钢筋焊成一体，如图33所示。上排的5根钢筋除了起杂散电流收集作用外，还起固定混凝土软忱的作用，混凝土软枕上预先穿好孔，钢筋在施工时穿进去。下排钢筋固定在混凝土道床里。　　杂散电流收集X与隧道的结构钢筋间应绝缘，不能相连。　　杂散电流收集X在每个牵引变电所的两个端头设引出端子，用以测量和收集杂散电流。（

8、三）防止杂散电流的方法上述措施能使杂散