杂散电流腐蚀防护

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1、城轨供电系统城轨供电系统第第44章章杂散电流腐蚀防护杂散电流腐蚀防护电气工程系黄小红第第44章章杂散电流腐蚀防护杂散电流腐蚀防护一杂散电流产生、腐蚀机理及危害二杂散电流腐蚀防护措施和监测手段三杂散电流腐蚀防护对专业的要求四杂散电流收集网截面计算峨眉校区电气工程系§§4-14-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害杂散电流产生、腐蚀机理及危害一.杂散电流（迷流）腐蚀概念以走行轨为回流通路的直流牵引供电系统，由于走行轨不可能完全绝缘于道床结构，钢轨不可避免地向道床及其它结构泄漏电流，这种电流就是杂散电流，也称为地中

2、迷流。杂散电流对土建结构钢筋、设备金属外壳及其它地下金属管线产生的电化学腐蚀，即杂散电流腐蚀，也叫做迷流腐蚀。峨眉校区电气工程系§§4-14-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害杂散电流产生、腐蚀机理及危害二.杂散电流的产生②杂散电流可用以下形式说明。随着线路运营时间的延长，过渡电阻---回流轨与轨枕、运营环境逐步恶化，泄漏电地之间存在一定的过渡电阻阻值还将逐步减小电位差---在回流轨中电流回流轨对地的电位与牵引变电所供电距离、牵引电流大由高电位流向低电位，回流轨小及回流轨纵向电阻大小直与地之间形成了电位差接

3、相关。泄漏电流，即杂散电流杂散电流增大峨眉校区电气工程系§§4-14-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理1.电化学腐蚀杂散电流腐蚀属于电化学腐蚀。电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程。介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。把进行电子传导的金属导体与进行离子传导的电解质相接触的界面称为电极系，电子导体和离子导体的接合称为e-i接合。峨眉校区电气工程系§§4-14-1杂散电

4、流产生、腐蚀机理及危害杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理2.城轨杂散电流腐蚀机理走行轨和金属管线均为电子导体，地面为离子导体，电子在A和D点流出，金属导体与地面组成e-i界面为阳极。电流在C点和F点流入，则地面与金属导体组成的i-e界面为阴极。A、B、C和D、E、F分别构成了两个串联的电解电池。电池Ⅰ：A钢轨（阳极区）→B道床、土壤→C金属管线（阴极区）电池Ⅱ：D金属管线（阳极区）→E土壤、道床→F钢轨（阴极区）峨眉校区电气工程系§§4-14-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害杂散电流产生

5、、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理2.城轨杂散电流腐蚀机理当杂散电流由两个阳极区——走行轨（A）和金属管线（D）流出时，都会发生失掉电子的氧化反应，该部位的金属（Fe）就会遭到腐蚀。峨眉校区电气工程系§§4-14-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理2.城轨杂散电流腐蚀机理当金属铁（Fe）周围的介质是酸性电解质，发生的氧化还原反应是析氢腐蚀；阳极：2Fe2Fe4e阴极：4H4e2H24HO4e4OH2H22峨眉校区电气工程系§§4

6、-14-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理2.城轨杂散电流腐蚀机理当金属铁（Fe）周围的介质是碱性电解质时，发生的氧化还原反应为吸氧腐蚀。阳极：2Fe2Fe4e阴极：O2HO4e4OH22Fe(OH)2Fe2O3·2xH2O（红锈）腐蚀反应Fe(OH)3Fe3O4（黑锈）峨眉校区电气工程系§§4-14-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流腐蚀特点及危害1.腐蚀特点①腐蚀激烈。金属的腐蚀量满足法拉第定律：P—电

7、腐蚀损失重量(kg)K—电化当量(kg/C)PKItI—流出金属的电流(A)t—电流通过的时间(s)如，铁的K=2.89×10-17kg/C，1A的直流电流通过1年，由于电解引起的金属损失为：-17P2.891016060243659.1(kg)北京地铁实测值可达220～326A峨眉校区电气工程系§§4-14-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理1.腐蚀特点②腐蚀集中于局部位置。③有防腐层时，往往集中于防腐层的缺陷部位。峨眉校区电气工程系§

8、§4-14-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害杂散电流产生、腐蚀机理及危害三.杂散电流的腐蚀机理2.杂散电流的危害①走行轨及其附件的腐蚀。②钢筋混凝土金属结构物的腐蚀。③周围埋地管线的腐蚀。④杂散电流流入电气接地装置，引起某些设备无法正常工作。峨眉校区电气工程系§§4-14-1杂散电流产生、腐蚀机理及危害杂散电流产生、腐蚀机理及危害四.杂散电流的分布规律1.基本假设①轨道对地的过渡电阻是均布的；②走行轨的电阻是均布的；③地下的金属