摘要：杂散电流对地铁钢轨和附近管道的影响特别大，尤其是在车辆段、隧道等对地过渡电阻相对较低的地方。通过投入单向导通装置可以减少特殊区域的杂散电流，但在单向导通装置运行时发现，在车辆段不管有无列车运行都存在杂散电流和钢轨电位，有时还很大，因此列车在运行中要注意这部分杂散电流和钢轨电位，避开危险高电流和高钢轨电压，注意人身安全。
关键词：城市轨道交通；杂散电流；单向导通装置；钢轨电压；
随着社会的发展，城市规模越来越大，城市人口也持续增多，为了缓解交通压力，越来越多的城市选择建造地铁，但是在地铁的运行中发现，地铁结构钢筋和附近金属管道经常受到杂散电流的影响。杂散电流从走行轨漏出后，经由地铁的道床流人大地，再经过大地流回到钢轨回流点。若地铁附近有导电性能较好的埋地金属管线，～部分杂散电流会把电阻率比较低的埋地金属管线作为流通路径，在变电所附近从金属管线中流出，然后再流回变电所，使金属体遭受电化学腐蚀。在车辆段、隧道等特殊地方杂散电流会更大，为了消除或者减少杂散电流的影响，在车辆段等地方安置了单向导通装置，用来减少被保护区段的杂散电流，从而减少其对结构钢筋及金属管线的电腐蚀，以保证检修人员的人身安全。但是在单向导通装置投入运行的过程中发现不管车辆段有没有车辆通过，都会存在杂散电流，并可能产生危害人身安全的轨地电压，笔者通过现场试验，采集数据并对数据进行分析。
1杂散电流及其危害
在地铁运行中，地铁钢轨既要作为列车的导轨，也要作为将列车电流回流到牵引变电所负极的负回流轨。负回流是沿着钢轨传输的，在其传输过程中，因为大地与钢轨之间存在泄露电阻，会有一部分牵引负回流电流泄漏到地下。如果地铁周围埋有导电性能
较好的金属管线（天然气管道、自来水管道等），杂散电流会通过这些埋地金属管线传输，在到达变电所附近时从金属管线中流出，再回到变电所。当金属体中有电流流过时，金属体会发生电解，遭受电化学腐蚀。这种电化学反应会使得地铁主体的结构钢筋以及地铁线路附近的埋地金属管线发生腐蚀，导致埋地管线使用寿命减少，地铁主体结构耐久度和强度降低，有时甚至会造成严重的安全事故。杂散电流引起的腐蚀不同于钢铁在电解质中发生的自然腐蚀，外部电源泄露出杂散电流而引起的杂散电流腐蚀在数值
上要比自然腐蚀时自发产生的电流大几十倍，甚至达到几千倍。
杂散电流腐蚀具有如下特点：
1）腐蚀强度大，危害大；
2）范围广，随机性强；
3）腐蚀剧烈，腐蚀集中于局部位置，当有防腐层时，往往集中在防腐层的缺陷部位。
2数据分析
针对单向导通装置电流及对应时刻的正线钢轨对地电位变化关系进行分析，取一段时间内单向导通装置电流及轨地电位，测量其电流与出入段线钢轨电位
对应变化曲线（见图1），表明当单向导通装置中有电流流过时，对应的出入段线钢轨电位为负，且出入段线轨地电位越小，单向导通装置中流过的电流就越大。
由于出入段线轨道与正线轨道直接连接，正线机车运行时产生正负变化的钢轨电位在出入段线位置同样存在。分析正线机车处于不同运行状态时该绝缘节位置的钢轨电位与单向导通装置电流，可对测试结果进行解释。当正线机车加速启动时，机车向走行轨注入电流，此时，机车位置钢轨对地电位为正，由于出入段线与正线轨道直接连接，此时出入段线轨道对地电位u也为正，由于绝缘节和单向导通装置的存在，出入段线轨道的电流不能流入车辆段轨道内，此时，单向导通装置的电流为0，出入段线轨道对地电位为正。
当靠近车辆段的正线附近存在机车再生制动时机车向接触网反馈电流，该电流从轨道吸收，此时机车位置轨道对地的电位为负值，因此，出入段线轨道对地电位也为负值。车辆段轨道电位大于出入段线轨道电位，电流可以通过单向导通装置流入正线。由于出入段线轨道电位为负，车辆段与出入段线为电气连通，因此车辆段轨道电位也呈现负值。由于车辆段轨道对地绝缘较差，会有大量大地中的杂散电流通过车辆段轨道汇集，并通过单向导通装置流向正线再生制动的机车，此时，机车相当于一个大的电流吸收源，杂散电流会被绝缘较薄弱轨道吸收，当测试结果中出现钢轨对地电位为负时，单向导通装置就会有大量电流流向正线。
3结语
在地铁运行过程中，杂散电流对钢轨和附近管道的影响很大，尤其是在车辆段、隧道等特殊区域，单向导通装置可以有效减少这些区域的杂散电流介绍杂散电流和单向导通装置，分析单向导通装置的安装原理，将数据记录仪一端接钢轨，另一端接大地，测试绝缘节附近的轨地电压，采集单向导通装置电流并对采集数据进行分析，发现在车辆段不管是否有车通过都有杂散电流和铜轨电位的存在，这种现象表明在地铁运行中要注意这部分杂散电流和钢轨电位，避开危险电流、高钢轨电压，注意人身安全。
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论文作者:王磊
论文发表刊物:《基层建设》2017年第30期
论文发表时间:2018/1/20
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