缘垫，使 Rt>=15.Ohm.kM 2.高架桥梁与桥墩采取绝缘措施。 3.回流系统的隔离：正线与停车场、车辆段间钢轨绝缘。 车辆段、停车场不同区域钢轨间的绝缘隔离。
高架:பைடு நூலகம்轨绝缘及高架桥梁与桥墩绝缘隔离
? １——橡胶垫 ? ２——绝缘垫 ? ３——绝缘螺套
2
3 1
二.减少钢轨纵向电阻
? 采用60kg/km钢轨. ? 车站采用均流线 ? 停车场.车辆段的均流线
水泥的介质特点
? 对于湿度较大土壤： 0.1V ? 对与中等湿度的混凝土 : 我国标准： 0.5V 广州试验： 0.3-0.4V
? 腐蚀的钝化状态： <=0.6mA/dm2
当电流从金属流出的密度小到以定程度时，金属水泥发生电化学反映，生成高电阻率介质附在 金属表面，其道阻止杂散电流继续对金属的腐 蚀作用。
节点法数学模型及原理介绍
V1k-1
K-1 i1k
K V1k
i1k+1
K+1 V1k+1
1
V2k-1
i2k
V2k
i2k+1
V2k+1
2
Vmk-1
imk
Vmk
Gmk
imk+1
Vmk+1
m
参考电极的类型
? 硫酸铜(液态)
优点：精确 缺点：使用寿命短(10年)、漏液
? 锌(固体)
排流柜的防护作用---双刃剑
排流柜工作时的钢轨电位 排流柜不工作时的钢轨电位
杂散电流防护设计的方法
关于杂散电流收集网截面的大小计算-类似于供电计算 1. EU标准 2. 供电模拟 列出运行模拟-牵引计算 运行图模拟 全线列车运行扫描 钢轨、道床钢筋收集网、隧道钢筋收集网电位计算 校验钢筋收集网电位
优点：使用寿命长(20年) 缺点：不精确
? 氧化钼(胶体)
使用寿命长、精确
硫酸铜参 考电极
氧化钼
参考电极
杂散电流防护设计原则
? 目标
尽量减少杂散电流，使杂散电流防腐蚀设计在轻轨系统运 营年内结构不受影响。
? 安全原则 运行人员及旅客安全 设备安全接地 ? 标准 我国标准 CJJ49-92 参照欧洲及德国标准
钢筋收集网截面计算流程
列车运行模拟：电流、时间、地点
运行图模拟
选择钢筋截面
建立供电网络数学模型
高峰小时起点
扫描全线列车位置、电流
下一时间点
计算该时间钢轨、道床钢筋、隧道钢筋电位
No
YES 计算到时间终点了吗？
No
统计计算该时间全线各点钢轨、道床钢筋、隧道钢筋电位
钢筋电位是否在控制范围？
YES
STOP
安装排流柜时钢轨纵向电压曲线
道床收集网
收集网纵向钢筋 焊点
收集网横向钢筋
5m 5m
5m
5m
高架桥中收集网
被选择为收集网的结构钢筋 铜排连接端子
桥墩 收集网
绝缘橡胶垫 95mm2 电缆
5m 5m 5m
伸缩缝
隧道：钢轨绝缘及高架桥梁与桥墩绝缘隔离
2
排水沟
3
道床收集网
隧道收集网
杂散电流监测系统
? 设计完备的杂散电流监测系统,为运营维护提供 依据. ? 杂散电流的监测系统为自动测量系统,采用微机 综合测试装置,将沿线收集网钢筋电位进行自动测 量并自动统计结果. ? 收集网钢筋为主要监测对象. ? 辅助测量桥墩钢筋腐蚀电位.
杂散电流防护介绍
杂散电流的概念
OH L
钢轨电位分布
RAIL
阴极区
阳极区
阴极区
杂散电流的概念
阴极区
阳极区
阴极区
OH L
RAIL 道床钢筋 隧道钢筋
杂散电流对金属电化学腐蚀的原理
电流进入 Fe3+,Fe2+
Fe 电介质
电流进入
水泥的介质特点
? 水泥是硅酸盐 ? 其电阻率与其含水分多少有关 当湿度大时：体积电阻率 =1 当湿度小时：体积电阻率 =1000000000 所以控制隧道内漏水是杂散电流的主要措施。
平方成正比。
杂散电流防护的基本措施
杂散电流防护系统对地铁设施采取的措施从其作用上来讲是有主次 分的，一方面是主要措施，是从根本上减少从钢轨上泄漏电流、直 接减少对钢轨及结构钢筋腐蚀的措施，另一方面是辅助、备用措施 ，是从腐蚀程度上缓解、在主要措施作用降低时备用措施起到缓解 用的措施。 主要措施包括： ? 加大钢轨对的泄漏电阻的措施
正线区段均流线连接示意图
停车场回流及均流线设置示意图
车辆段负回流系统图
三.杂散电流收集网系统
? 杂散电流从钢轨泄漏遇到的第一层电阻较小的通 路为道床结构钢筋或桥梁结构钢筋,将这些结构钢 筋焊接或具有一定截面的均匀分布的金属网. ? 杂散电流收集网能将一半以上杂散电流收集在收 集网内,因 杂散电流总是走最小的电阻通路,收集网 减少了 杂散电流继续向城市设施泄漏的数量. ? 应对 杂散电流的截面有一定的要求,以保护收集 网本身.
如：在钢轨下加绝缘垫、采用绝缘扣件、与钢轨连接电缆需对地绝缘、 电化区段钢轨与非电化区段钢轨隔离等。
? 减小钢轨纵向电阻的措施
如：在钢轨缝需要铜电缆连接、采用重型钢轨、钢轨纵向间焊接电阻大 小要求、均流线连接等
? 道床杂散电流收集网
指利用道床内部本身的钢筋网，在电气上焊接成网，对收集网纵向电阻 有一定要求，从而控制杂散电流从钢筋网上溢出密度使电气腐蚀控 制在钝化状态。
杂散电流防护的基本原理
辅助、备用措施包括： ? 内部钢轨隔离措施 如：地上与地下钢轨之间绝缘结、珠江隧道处绝缘结、车辆段钢轨与正线隔
离等。 ? 排流措施 指使用排流柜，排流柜的使用有其负作用，使区间钢轨地位上升，杂散电流
总量加大，只在主要措施“钢轨对的泄漏电阻措施”年久降低时，为了 保护结构钢筋不受腐蚀采用的措施，以增加钢轨腐蚀为代价。 ? 隧道杂散电流收集网 在道床排流网起作用保证道床钢筋在钝化腐蚀状态时，隧道杂散电流收集网 作用较小，在杂散电流较大时可防止电流扩散到地铁系统外部及保护隧 道钢筋电化腐蚀控制在电化状态。
钝化层 钢筋
杂散电流防护的基本原理
? 英美苏派 ? 欧洲大陆派 ? 我国标准目前已落伍，来源与前苏联 ? 目前欧洲标准是发展、统一的方向
杂散电流防护的基本原理
? 共同点：
轨道要求绝缘、减少钢轨电阻、道床收集网
? 不同点：
内部钢轨隔离措施、排流措施隧道、杂散电流收集网
基本原理： 进入设施内部电流的数量与地下设施金属与地铁线路平行的长度的
杂散电流防护的主要措施
?堵 ? 减小回流系统纵向电阻 ? 杂散电流收集网系统 ? 杂散电流监测系统 ? 接地系统 ? 对各专业要求（接口）
一.堵
隔离、控制所有可能的杂散电流泄漏途径，减少杂散电流 进入轻轨的主体结构、设备及可能与其相关的设施。 主要措施： 1.钢轨与道床及高架桥采取绝缘措施，采用绝缘扣件及绝