摘要：地铁供电系统由外部电源、主变电所、牵引供电系统、动力照明供电系统、电力监控系统组成。牵引供电系统作为供电系统的一部分，由牵引变电所和牵引网组成。我国地铁大部分的都是采用直流供电，也为杂散电流的产生创造了条件。本文就地铁供电系统的杂散电流产生的原因及危害性进行分析，并提出防护措施。
关键词：地铁；直流牵引供电系统；杂散电流；原因和危害
前言
随着科学技术的不断发展，目前我国技术也越来越先进。城市轨道交通的更新换代，供电系统作为地铁正常安全运营的重要支持部分，其所产生的杂散电流问题及危害性受到了地铁工作人员的重视。以下就供电系统的杂散电流的产生、危害、措施进行论述。
一、地铁供电系统杂散电流出现的原因和危害
（一）杂散电流出现的原因分析
杂散电流最主要是由于地铁的直流牵引供电系统的正负极对地面发生了泄漏情况，一般来说主要是由于负极电流的回流当中通过轨道发生了对地面的泄漏，而杂散电流出现的大小主要由两方面因素决定，第一是由轨道与地面的电位决定的，第二是由轨道对地面的过渡电阻决定的。在地铁系统当中，架空地线相当于是地铁直流牵引供电系统的正极屏蔽层，而道床之下的钢筋结构整体构成了直流牵引供电系统的负极屏蔽层。这属于直流牵引供电系统杂散电流的防护措施。详细的结构示意图如图1所示。
牵引供电系统的正极电流由于地铁轨道区间内所贯通的地线会将所有正极的泄漏电流进行收集，并将其全部排放到接地网当中。变电所内的直流开关进行了相关的安全绝缘安装，因此其中的正极电流在其保护之下通过保护电流元件将泄漏电流完全排放到了接地网当中。
牵引供电系统当中的负极电流，由于负极轨道的本身安装问题，其虽然有做过相应的绝缘保护，但是却会受到多方面综合因素的影响，例如潮湿、腐蚀等因素，都会造成其绝缘保护遭到破坏，导致轨道和地面之间的过渡电阻降低。负极电流在经过地面的钢筋结构、接地网，最终会回流到变电所的负极当中，另外剩余的部分泄漏电流会通过地面直接散流到了地铁轨道系统之外，地铁直流牵引供电系统。
（二）杂散电流出现造成的危害分析
一般来说，地铁直流牵引供电系统当中出现杂散电流，其危害程度主要受到杂散电流本身的强度影响，杂散电流强度越大，造成的危害也就越大。
杂散电流会对地铁轨道产生腐蚀，据有关数据显示，1A的杂散电流在一年之内就会使10千克的地铁轨道被溶解，在一些杂散电流比较密集的地区，10cm的轨道只需要3个月就可以完全溶解。从杂散电流的溶解性角度来说，杂散电流所造成的危害主要分为两类，第一类是对于地铁系统的危害，第二类是对于地铁系统以外的事物的危害。
对于地铁系统的危害主要表现为对于地铁系统的腐蚀以及对接地网的影响。地铁系统的综合接地网主要作用是实现地铁系统当中的电气设备的接地，而杂散电流的出现会直接造成接地网的异常，电位会上升，从而导致地铁系统当中的电气设备的运行受到影响。同时杂散电流由于其本身强大的腐蚀性，对于地铁轨道、各种钢筋、管线等都会造成不同程度的腐蚀，严重危害到地铁系统的运行安全，降低地铁系统的使用寿命。
对于地铁系统以外的事物的危害主要表现在杂散电流的腐蚀性所造成的影响，例如在地铁系统之外的其他管道，包括有天然气管道、水管以及其他地下管道结构或者钢筋结构等，严重影响到居民的日常生活和生产，甚至会造成安全事故。
二、地铁供电系统杂散电流防护措施
（一）直流牵引供电系统的防护措施
通过改用DC1 500V的直流制式来实现牵引电流的降低，在地铁轨道进行分段回流电缆的设计，以爆炸式焊接的方式在两根轨道之间进行均流电缆的设计，降低轨道的回流电阻。对于回流的设计，由于均流电缆或者回流电缆如果被盗或者由于其他原因导致断开，就会使回流发生中断。采用回流通路的设计，使其能够实现连续性，避免由于意外导致的工作停止。对于变电所的分布结构进行优化研究，适当缩小变电所与变电所的距离，可以设计独立车辆的变电所。
（二）针对直流牵引供电系统土建和轨道的防护措施
首先要增大对于杂散电流的检测和控制，可以通过增加传感器的方式进，详见图2。通过增加地铁系统整体结构的过渡电阻的方式，实现降低杂散电流的排放的目的，另外，可以适当地增添泄漏路径的对地电阻，从而阻挡杂散电流通过地面向地铁系统以及地铁系统之外的散失。
对于地铁轨道增加一些绝缘效果较好的轨道绝缘垫以及绝缘配件，通过点支撑的方式，实现地铁轨道的与地面之间的地租增大的效果。另外可以将地铁轨道进行调整，以长钢轨代替短钢轨，同时在车辆段和钢轨的交界处进行绝缘段的设计，增大回流轨道的截面面积。地铁系统内各个电气参数的取值范围如图3所示。
图3 地铁系统内各个电气参数的取值范围
三、结束语
综上所述，城市地铁直流牵引供电系统当中杂散电流的出现会对地铁系统甚至地鐵系统之外造成非常严重的影响，应当对其进行综合研究，结合实际情况，提出最科学合理的解决方案，对其进行妥善的控制和解决。目前来说，对于杂散电流的防护仍然是一项艰巨的任务，需要不断进行探索和研究。
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论文作者:杨翰锐
论文发表刊物:《基层建设》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/16
标签：电流论文; 地铁论文; 供电系统论文; 轨道论文; 系统论文; 变电所论文; 负极论文; 《基层建设》2017年第16期论文;