摘要：随着埋地管道总量的不断增大，杂散电流腐蚀的严重性也越来越受到人们的重视, 本文通过分析轨道交通杂散电流对埋地钢质管道的危害、杂散电流检测技术国内外研究现状和需要解决的关键性问题，提出了开展轨道交通杂散电流检测技术研究的技术方法。
关键词：轨道交通；杂散电流；埋地管道；检测
随着广西经济的飞速发展，近年来以高速铁路、城市地铁为代表的轨道交通有了突飞猛进的发展。过去的5年，广西铁路建设“一鸣惊人”，累计开通7条高铁，高铁里程1751公里，位居全国前列。广西高铁基本形成“北通、南达、东进、西联”的现代化路网新格局。城市地铁建设方面，南宁地铁共规划建设9条线路，线路全长252.1千米（不包括机场线），其中，南宁地铁1和2号线列车已在2016年和2017年相继建成通车。广西已迈入以高速铁路、城市地铁为引擎的快速发展时代，给全区人民生活带来了极大便利。然而，这些城市的基础设施建设给人们的出行带来极大方便的同时，也对原已十分密集的地下管网产生了前所未有的危害和挑战。
1、轨道交通杂散电流对埋地钢质管道的危害
在轨道交通系统中，一般采用交/直流电机牵引，走行轨回流的驱动方式。一旦回流通路与大地的绝缘存在问题，巨大的驱动电流会从缺陷处流入大地，对埋地管道形成了剧烈的电性干扰，引起杂散电流腐蚀，导致埋地金属构件在短时间内发生泄漏或腐蚀损伤。杂散电流干扰腐蚀速度远远大于自然腐蚀速度，1 安培直流电流在钢体上流出，一年内将导致大约9Kg的金属蚀失；而在干扰严重的区域，电流可达几十安培甚至几百安培，造成的腐蚀是相当严重的，为社会带来重大的安全隐患[1-2]。日本、美国、法国、意大利、英国、加拿大和俄罗斯等国的地铁都存在杂散电流腐蚀的问题。北京地铁一期工程投入运营数年后，其主体结构钢筋就发生严重腐蚀，隧道内水管腐蚀穿孔；天津地铁也存在着水管被杂散电流迅速蚀穿的情况。轨道交通杂散电流不仅会对轨道交通建筑主体结构产生很大的危害，还严重影响到城市其他埋地管网，使得输送这些易燃、易爆、有毒介质的压力管道易发生泄漏或者爆炸等事故。如东北原油管道在2000Km埋地管道中，有5%的管道受到直流干扰，运行20年，共发生穿孔事故40起，其中80%由于杂散电流干扰腐蚀造成的。特别是在人口密集的城市，陈旧的埋地燃气管网，分布广泛铺设密度大，一旦发生燃气泄漏事故，往往会造成灾难性的后果，不仅造成巨大的经济损失，而且严重危害到人民的生命安全。如何可靠地评估杂散电流腐蚀所造成的危害, 建立有效的杂散电流腐蚀检测方法, 是目前急需解决的问题和研究的热点之一。
2、轨道交通杂散电流检测技术国内外研究现状
城市轨道交通产生的杂散电流大多属于动态杂散电流。动态杂散电流的检测和评价有相当大的难度。这是因为，这类杂散电流是由于直流机车的供电系统的缺陷产生的，它的产生与机车的运行规律密切相关。换句话说，倘若轨道交通设施设计和施工等环节存在的缺陷，导致驱动电流泄漏到大地形成杂散电流。当机车运行到附近，这种杂散电流会急剧增大；同样，当机车逐渐远离后，杂散电流会逐渐减小。这种干扰的程度会在每天的不同时段，因轨道交通的繁忙程度不同而不同。因而，对于动态杂散电流的检测仅仅应用简单的传统检测方法（地面电位梯度法）往往不能有效地检测出动态杂散电流的存在规律，以及对区域内地下构筑物的危害程度、干扰模式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆目前国外对地铁杂散电流的腐蚀已开展了部分研究，但新的检测技术开发与应用还不够成熟。
而我国由于大部分城市高铁、地铁也是在近5-10年建成并开通运行，且人们对杂散电流危害性认识的相对滞后，以及研究杂散电流对管道腐蚀研究具有一定的难道，导致全国对高铁、地铁杂散电流的腐蚀研究都还属于起步阶段，远远落后于国外，虽然国内也制定了一些行业标准，给出了一些解决电性腐蚀的方案，但是检测手段也较为单一和缺乏效率，影响了治理方案的有效实施。
3、轨道交通杂散电流检测技术研究拟解决的关键技术问题
轨道交通产生的杂散电流大多属于动态杂散电流，研究动态杂散电流的检测和评价方法是需解决的关键技术问题。这是因为轨道交通产生的杂散电流是由于直流机车的供电系统的缺陷产生的，它的产生与机车的运行规律密切相关。换句话说，倘若轨道交通设施设计和施工等环节存在的缺陷，导致驱动电流泄漏到大地形成杂散电流。当机车运行到附近，这种杂散电流会急剧增大；同样，当机车逐渐远离后，杂散电流会逐渐减小。这种干扰的程度会在每天的不同时段，因轨道交通的繁忙程度不同而不同。要想解决杂散电流对管道的危害，首先就要发现它，搞清它的规律，然后才能够测量它。现在监测杂散电流的方法有如下几种：（1）管地电位测量；（2）现有的电气连接监控；（3）电压和电流检查；（4）整流器／变压器电压和电流检查；（4）使用腐蚀挂片；（5）定期泄漏测量；（6）经常性的了解管道周围有无新外加电流的施工。上述6种方法都有可以了解管道上是否有杂散电流存在，但是这些方法不能准确判断杂散电流源，也不能直接判断哪个地方是杂散电流的流入点、哪个地方是杂散电流的流出点，即不能判断有杂散电流影响的钢质管道外防腐层破损点处的阴阳极状况，从而难以判定杂散电流对该点的影响，以及对区域内地下构筑物的危害程度、干扰模式。
4、开展轨道交通杂散电流检测技术研究的技术路线
（1）轨道交通杂散电流形成的机理以及主要影响因素研究。收集资料，开展调研，研究杂散电流腐蚀的分类、杂散电流产生的机理及危害、杂散电流的分布规律以及影响杂散电流的因素分析，再进一步结合国内外各相关机构的对轨道交通杂散电流腐蚀事故案例调查、分析、数据统计的基础上，总结轨道交通杂散电流形成的机理以及主要影响因素，为提出轨道交通杂散电流的有效检测和评价方法奠定理论依据。
（2）研究轨道交通杂散电流有效检测方法。对现有的管地电位正向偏移法、管道电位连续动态监测、杂散电流干扰探针测试法、杂散电流测绘仪SCM监测法等检测技术进行研究分析，对他们的工作原理、使用范围，优缺点进行细致分析和总结，在此基础上对现有检测技术进行集成创新，研究提出轨道交通杂散电流的最有效检测方法，用于确定出杂散电流的进入点和流出点，从而得出杂散电流干扰源的位置和干扰的模式。
（3）城市埋地管道燃气管网位置、走向的确定和管道防腐层的综合检测。对我区城市地铁和高铁附近的埋地钢质燃气管道位置和走向进行初步确定，对于年代久远，没有数据记录的，要通过管线定位仪对检测管道进行地位；开展埋地管道的外防腐层检测和评价、沿管道方向开展杂散电流监测，为下一步确定是否存在杂散电流影响、定位杂散电流汇集流入点及流出点和制定杂散电流治理技术方案奠定基础。
5、结语
随着埋地管道总量的不断增大，杂散电流腐蚀的严重性也越来越受到人们的重视, 通过系统分析和考虑导致杂散电流腐蚀的各种因素, 采用科学合理有效的检测和监测技术以及综合治理方法将成为解决杂散电流腐蚀的重要手段。
参考文献：
[1]王平, 石秀山, 何仁洋, 等.杂散电流测绘仪在埋地钢质管道杂散电流检测中的应用[ J] .管道技术与设备, 2006(6):17 -18 .
[2]姜长洪, 于婉丽, 吴星钢.输油管道腐蚀与杂散电流测量[ J] .管道技术与设备, 2004 , 1(1):10 -12 .
通讯联系人：区军，男，广西容县人，高级工程师，
论文作者:成兴,区军,陈晓军
论文发表刊物:《防护工程》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/14
标签：电流论文; 管道论文; 轨道交通论文; 干扰论文; 地铁论文; 机车论文; 安培论文; 《防护工程》2018年第20期论文;