地铁杂散电流分布与监测防护系统的研究

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1、摘要在城市地铁和轻轨等轨道交通运输系统中，一般采用直流牵引，走行轨回流，因此，不可避免会有电流从走行轨泄入大地，对地下或地面的金属构件如结构钢筋、地下管线等产生电化学腐蚀影响其使用寿命及安全运行。目前在我国深圳、长沙、重庆、武汉、郑州等地都在建设地铁，应用最先进的防护措施到实际工程中去仍然是一个重要的课题研究方向。本文详细介绍了杂散电流的产生原因和对地下金属结构的腐蚀原理，总结了目前在我国实际工程中可采用的多种防护办法。分析了地铁行业在采用排流网情况下的杂散电流分布规律，提出了无排流网情况下的地铁迷流计算公式，建立了考虑排流网情况下的地铁迷流解析公式

2、，提出了自动排流柜的设计思路和设计原理，并分析了实际应用中使用自动排流柜时的监测内容及原理。本文主要内容包括四个方面。首先介绍了杂散电流产生原理和危害，详述了杂散电流对金属、埋地金属管线、混凝土结构、乘客和机车人员、通讯、排流设备的危害和一般性原理，分析出了杂散电流对地铁埋地金属物的破坏原理，并据此提出了多种对杂散电流的防护方法和措施；然后推导了地铁行业采用排流网情况下杂散电流分布的解析表达式，通过对有排流网和无排流网数学模型的比较，得出了两种情况下杂散电流的分布差异，并据推论结果总结出了杂散电流分布的一般规律，为采取措施防护杂散电流提供了理论基础；

3、其次分析了固定限流电阻和可变限流电阻情况下的排流工作状态，并提出了一种处于理想排流状态的自动排流柜的设计方案，可以使杂散电流的防护达到最佳效果；最后分析了重庆地铁一号线工程实施情况和整体防护措施，说明了自动排流系统的实现过程和主要设备的功能和要求，为实际工程实施提供了参考方案。关键词：杂散电流；腐蚀；排流网；排流柜；监测工程硕卜学位论文AbstractInthecitysubwayandlightrailtransportsystem，generallyusingDCtractionreturnrunningrails，therefore，itisi

4、nevitablethattherewillbecurrentleakingintogroundthroughtherunningrails，resultingintheelectrochemicalcorrosiontotheundergroundorsurfacemetalcomponentssuchasstructuralsteel，undergroundpipe—linesandSOon，andinfectingitsservicelifeandsafeoperation．AtpresentinChinacitiesofShenzhen，Ch

5、angsha，Chongqing，Wuhan，Zhengzhouandotherplacesarebuildingsubway，andapplicationofthemostadvancedprotectivemeasuresintheactualprojectsremainsignificantresearchdirection．Thispaperdescribesthecausesofstraycurrentandthecorrosionprinciplesofmetalstructureundergroundindetail，concludes

6、avarietyofprotectivemeasureswhichcanbeadoptedinpracticalprojectsinourcountrynow．AnalysisofthestraycurrentdistributioninthecaseofmetroIndustrygenerallyusingdrainagecurrentnet，putforwardthesubwaystraycurrentcalculationformulaswithoutdrainagecurrentnetandestablishedthesubwaystrayc

7、urrentanalyticalformulasconsideringtheuseofdrainagecurrentnet．Bringforwardthedesignideasanddesignprinciplesoftheautomaticdrainagecurrentcabinet，andanalyzesmonitoringmattersandprincipleswhenusingautomaticdrainagecurrentcabinetinpractice．Thepaperincludesfourmainaspects。First，desc

8、ribedtheprinciplesandharmofstraycurrent，expandedthestr