摘要：我国城市轨道交通建设的起步比较晚，受到诸多客观因素的限制，自主研发的能力相对较弱，许多核心的技术设备需要从国外进口，这也在一定程度上阻碍了我国城市轨道交通建设水平的提高。地铁系统投资比较大，施工情况复杂，相关结构的更换也具有比较大的难度，这就需要在设计施工的阶段加强控制，仔细分析杂散电流等影响因素，建设合理的排流体系，加强监测，及时解决城市轨道交通在建设的过程中存在的各种问题，全面提高我国地铁的发展水平。
关键词：杂散电流；腐蚀防护系统；问题讨论
当前，我国地铁普遍采用直流牵引供电的系统，牵引变电所通过接触轨与受电弓的接触来对地铁的列车进行供电，产生的电流通过钢轨回流至变电所完成整个的供电过程。钢轨由于其自身的特点存在一定的电阻，在有电流的情况之下会出现电压，由于地铁的整体环境无法完全实现绝缘，这也导致了杂散电流的形成。杂散电流具有比较强的腐蚀性，而其这种腐蚀作用容易在局部集中，会对周边的线路和设备带来诸多的不良影响，降低其强度耐久性以及使用寿命，需要及时建立起腐蚀防护系统，保证地铁系统的正常运行。
一、地铁杂散电流的主要危害以及防治的方法
1.1地铁杂散电流的主要危害
1 对金属产生腐蚀
相比于自然情况的腐蚀，杂散电流的腐蚀作用更强。自然腐蚀的电流通常是自主进行的，主要是化学的腐蚀作用。杂散电流的腐蚀则是在此基础上加入直流电的作用引发的腐蚀，是化学物质与电结合的腐蚀，相比与自然腐蚀的电流，杂散电流的整体数值更大。相关机构研究得知，杂散电流干扰较为严重的区域，电流的数值可以达到几十甚至几百安，可以在2个月左右的时间击穿厚度为8mm的钢板，一年左右可以腐蚀20斤铁。很多地铁建立了排流网来清除杂散电流的影响，在排流柜未启动相关的功能时，杂散电流会从排流网的结构中流出，这时排流网会形成铁离子，与水蒸气结合会形成硫酸盐，产生腐蚀的作用[1]。
2 破坏混凝土结构
如果杂散电流进入钢筋的部位，钢筋会带负电析出的氢不能从混凝土中排出就会在结构的内部形成一定的压力，导致钢筋混凝土结构受损。在电力脱离钢筋时，钢筋会形成阳极，产生黑锈，红锈等具有腐蚀性的物质，这些物质达到一定数量之后也会引发混凝土结构开裂。相关机构研究表面杂散电流引发的黑锈体积可以达到钢筋体积的2倍，红锈可以达到4倍以上，这对于混凝土结构会产生破坏性的影响，威胁地铁的安全运行。
3 影响通信系统
地铁中的杂散电流会导致大地与通信的导线之间出现一定的电位差，通信器材设备的电位值过高会导致人员的安全受到一定的威胁，通信质量影响严重。因此寻找切实可行的方法来减小杂散电流的影响是相关人员需要着重解决的问题，在设计以及投入使用之后都需要结合实际情况来制定可行的措施，保障地铁安全运行。
1.2地铁杂散电流的防治方法
杂散电流产生的根源是直流牵引的供电系统，通过对于相关技术的分析可知，提高钢轨的绝缘性能以及保持回路的通畅是控制杂散电流的有效方法。很多地铁增加钢轨与地面进行过渡的电阻的数值，减小纵向电流的回流，使用截面积较大的轨道，对相应的接缝在焊接的过程中控制电阻，这样的措施起到了良好的效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时采用多种方式进行排流的处理，在隧道的侧壁以及轨道下设置排流网，这些排流网由纵向的电气进行连接，杂散电流通过这样的装置可以及时回流至整流器的伏击端[2]。另外，对于杂散电流应当加强监控，发现异常情况采取有效的措施及时处理。在地铁的线路上设置传感的装置，随时检查钢筋的腐蚀情况，以此来保障地铁的安全运行。地铁中的正常电流与杂散电流是此消彼长的关系，轨道与地面间进行过渡的电阻数值是最关键的因素，及时的检查和维护可以起到有效的控制作用，在杂散电流达到一定的数值之后需要采取妥善的措施进行处理，保证地铁的安全运行。
1.3全程控制轨地过渡电阻
对杂散电流进行治理需要预防为主，全程控制好轨地过渡的电阻值，增加轨道的绝缘程度，利用新材料和新技术提高轨道的性能，加强维护，实现对杂散电流的全面控制。
1.4严格按照相关的要求进行土建施工
在施工过程中保持混凝土结构的干燥，加强对地绝缘的性能，减少容易产生杂散电流的堆积物。排水沟一般设置在道床的两侧，适当增间深度。对于走行轨与道床的收集网钢筋结构进行绝缘的处理，避免两种结构之间出现金属的连通，道床下方的混凝土结构整体厚度需要达到相关的技术要求，保持整体结构的绝缘性能。
二、严格按照要求进行设备的维护运营
地铁投入使用之后的维护运营对杂散电流的预防起到非常关键的作用。首先应当对线路定期进行清扫，及时去除脏物，沙土，油污和粉尘等污染物，保证绝缘情况完好和整体的清洁卫生。对于轨道的积水及时清理，保证干燥。同时，根据系统检测的情况妥善处理线路的异常问题。对于重点部位使用绝缘材料进行多次覆盖，延长使用寿命，降低工作强度，提高维护的效率[3]。
三、排流柜与杂散电流检测系统
3.1排流柜
进行杂散电流腐蚀防护工作离不开排流柜装置。排流柜通常在牵引变电所内部安装。地铁系统的排流网会将杂散电流收集起来，经过排流柜的处理流入整流器的负极，这样的措施最大程度上降低了杂散电流对地铁的影响。
排流柜一般包括1个接地支路与4个排流支路，上下行的道床排流网引出端子和上下侧壁的排流网引出的端子同排流柜的4个支路连接。变电所的综合接地端子与排流柜的接地支路进行连接，利用整流二极管来实现杂散电流的排除，最终通过整流器的负极端进行有效的处理。
3.2杂散电流检测系统
杂散电流的监测系统通常包括智能传感器，信号转接器，电极，上位机以及监测装置组成。信号转接器与传感器和监测装置通过系统的总线进行连接，实现信息的传递。监测的装置利用电力监控系统的接口以及变电所的网络来讲相关数据信息传递至监控系统的上位机装置之中[4]。
当前，大部分的排流柜与杂散电流的检测系统之间没有建立有效的连接控制，没有实现依据杂散电流的情况来控制排流柜，更多的是在检测轨地过渡电阻时进行启动的处理。国内的地铁在解决此类问题时采用的方法不尽相同，普遍的做法是如果通过传感的装置发现半数的电位超标，此时开启排流柜，这样的方法还需要进一步完善，保证二者的协调一致。
结束语
地铁的安全运行关系到人民群众的切身利益，需要相关人员加强监督管理。杂散电流是影响地铁安全的重要因素，相关部门应当分析产生的具体原因，结合实际的情况，在设计以及后期的维护阶段采取切实可行的措施，减少杂散电流的不良影响，全面提高地铁运营的水平。
参考文献
[1]牛安心.地铁杂散电流腐蚀防护研究[D].西南交通大学，2013.
[2]路春莲，李锋.地铁杂散电流腐蚀防护系统相关问题探讨[J].都市快轨交通，2013，26（01）：64-67.
[3]李健华.地铁杂散电流动态概率分布及其腐蚀防护的研究[D].西南交通大学，2016.
[4]赵卓庚.关于地铁的杂散电流防护措施分析[J].中国高新技术企业，2013（03）：82-84.
论文作者:张仕成
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/12
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