城市轨道交通供电杂散电流.pptVIP

第6章 杂散电流 易东 第6章 杂散电流 6.1 杂散电流分布的一般规律 6.2 杂散电流的分析计算 6.3 杂散电流的危害 6.4 杂散电流腐蚀机理 6.5 杂散电流防护原则 6.6 杂散电流防护措施分类 6.7 工程中适用的杂散电流防护措施 6.8 排流柜和单向导通装置的应用 6.9 杂散电流的监测方法 6.1 杂散电流分布的一般规律 定义 分布特点 表示杂散电流的参数 阴极区和阳极区 杂散电流定义 牵引电流沿接触网送给电动车辆(组)，然后经轨道(走行轨)流回牵引变电所，有少量电流不沿回流轨回到牵引变电所的负极，而流向电位低、电阻率低的位置（如流入大地），形成杂散电流，或称为迷流。 杂散电流分布的特点1 （1）沿轨道的电流先是多，后是少，最后是多；地中电流则先是少，后是多，最后是少。 杂散电流分布的特点2 （2）接近轨道的杂散电流密度大，远离轨道的杂散电流密度小 杂散电流分布的特点3 （3）杂散电流的分布在变电所附近发生畸变 在实际应用中，变电所变压器牵引侧的接地端通常一边与岔线轨道焊接，一边又接入变电所接地网。 表示杂散电流的参数1 轨道回路状态、路基情况、土壤电导率、地下金属物体的位置与特点、列车运行图等 随着城市轨道交通运营时间的推移，由于受到不可避免的污染、潮湿、渗水、漏水和高地应力作用等影响，使城市轨道交通车站以及区间隧道中的轨、地绝缘性能降低或先期防护措施失效，势必增大由走行轨泄漏到土壤介质中的杂散电流。 表示杂散电流的参数2 电流由钢轨泄漏大地，与轨道的状态有关，即与单位长度内钢轨的电阻系数rg （欧姆/公里）和钢轨——大地的接触过渡电阻rt（欧姆/公里）有关系。 数值rg包括钢轨，钢轨接头及轨端连接线的电阻 数值rt包括轨枕、道碴层电阻，钢轨与轨枕之间，轨枕与道床之间的接触电阻，以及大地电阻对电流泄漏影响的泄漏阻抗。 表示杂散电流的参数3 在杂散电流的理论中，除了一次参数rg和rt外，还使用二次参数——衰减系数和特性阻抗。 阴极区和阳极区1 钢轨电位产生的原因是牵引回流在钢轨上产生了纵向电压。 阴极区和阳极区2 阳极区和阴极区的长度和宽度 在电气化铁路运行中，各个极区的范围尺寸不是固定不变的，而是根据负荷的分布位置不同而经常变化的。因此，出现一个变极区，在这个变极区内，可能有不同的符号。 在采用再生制动时，在整个区段长度内，阳极区和阴极区可能相互交替分布。 6.2 杂散电流的分析计算1 杂散电流的分析计算2 杂散电流的分析计算3 杂散电流的分析计算4 各点泄漏的电流分别为 6.3 杂散电流的危害 对地形成电位 加速金属物体的腐蚀 煤气管道的腐蚀穿孔造成煤气泄漏、隧道内水管腐蚀穿孔而被迫更换等。同时也对城市轨道交通沿线城市公用管线和结构钢筋产生“杂散电流腐蚀” 6.4 杂散电流腐蚀机理1 电化学腐蚀 与钢铁在大气条件下或在水溶液及土壤电解质中发生的自然腐蚀一样，都是具有阳极过程和阴极过程的氧化还原反应，即电极电位较低的金属铁失去电子被氧化变成金属离子，同时金属周围介质中电极电位较高的去极化剂，如金属离子或非金属离子得到电子被还原。 杂散电流腐蚀机理2 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)。 杂散电流腐蚀机理3 发生腐蚀的氧化还原反应分为两种 (1)当金属铁周围的介质是酸性电解质，即PH7时，发生的氧化还原反应是析氢腐蚀，以H+为去极化剂； (2)当金属铁周围的介质是碱性电解质，即PH7时,发生的氧化还原反应是吸氧腐蚀以为O2去极化剂。 杂散电流腐蚀机理4 杂散电流的腐蚀危险可按金属表面的泄漏电流密度（直接判据）计算，也可按周围介质的相对电位（间接判据）计算。电腐蚀危险最大，土壤活性又最高的地下设施区段腐蚀最为严重。 电腐蚀的防护标准，是金属表面上没有泄漏电流或对大地的阳极电位降低到零值，在达到一定负电位时，同时还能保证对土壤腐蚀的防护。 6.5 杂散电流防护原则1 “以防为主，以排为辅，防排结合，加强监测” (1)防 减少回流轨纵向电阻，降低钢轨电位和提高回流轨对地过渡电阻，确保畅通的牵引回流系统，隔离和控制所有的杂散电流泄漏途径，减少杂散电流进入城市轨道交通系统的主体结构、设备以及沿线附近相关设施的结构钢筋。 杂散电流防护原则2 (2)排 在回流轨的整体道床中设置杂散电流的收集系统。 (3)测 设计完备的杂散电流检测系统，监视和测量杂散电流的大小，为运营维护提供依据。 6.6 杂散电流防护措施分类