城市轨道交通供电系统课程设计
阴极 4H??4e??2H?(无氧酸性环境) 2 4H2O?4e??4OH??2H2?(无氧环境) 2)吸氧反应：
??阳极 2Fe?2F2e ?4e阴极 O2?2H2O?4e??4OH? 杂散电流腐蚀一般具有以下特点： 1)腐蚀激烈； 2)腐蚀集中于局部；
3)由防腐蚀层时，往往集中于防腐蚀层的缺陷部位。
2.3地铁杂散电流腐蚀的危害
1)在列车下部，列车处于阳极区，容易处于阳极区，容易发生腐蚀。 2)杂散电流通过混凝土时对混凝土本身并不产生影响。但若有钢筋存在，则钢筋起汇集电流的作用并把电流引导到排流点处。地铁运营一段时间后，要对由于杂散电流腐蚀钢筋而发生破坏的混凝土结构进行维修和更换将是十分困难的。
3)杂散电流对埋地管线也产生电流腐蚀。
4)再把线路引入修理库、交检库及运转库等建筑物时，如绝缘施工不良，可使钢轨与建筑物发生某种程度的点连接，从而使泄露电流增大，产生异常激烈的杂散电流腐蚀。
3杂散电流腐蚀防护设计
3.1杂散电流的防护系统
为防止杂散电流的干扰，该地铁线应该采取的主要措施是建立畅通的牵引负极回路、回流轨采用绝缘垫、对地铁的各种管线及设备采取绝缘措施、利用整体道床内的结构钢筋构成杂散电流手机网。该地铁线路的监控系统是由杂散电流手机网测量端子、埋置式参比电极、测量信号电缆、数据转换箱以及微机监测装置构成。微机与数据转换箱连接，对个监测点的电位进行实时监测。
3.2地铁杂散电流的分析
3.2.1杂散电流的数学模型
单边供电模式轨道─排流网─大地电阻分布示意图如图3.1，轨道电压及电流分布原理图如图3.2和3.3所示。
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r + 变电所-列车电机I 走行轨R Rg 排流网
图3.1 单边供电模式轨道─排流网─大地电阻分布示意图
i(x)i(x)i(x)-di(x)RLU(x)+du(x) Rg/dxRs·dxiR(x)Rr·dxu(x)Rg/dxDi(x）Ix(x)x Rg/dxRs·dxRr·dxRg/dxIr(x)+di(x)x+dxx+dxx
图3.2 电压节点图 图3.3 电流节点图
3.2.2杂散电流监控系统的组成
计算机(上位机)测控装置1···测控装置n信号转换器信息转换器参比电极···结构钢激化电位电极参比电极结构钢极化电位电极
图3.4 杂散电流监控系统组成框图
由图3.4可知，检测系统主要是由上位机系统和自动检测装置两部分构成。自动检测装置是以ARM7处理器为核心的数据采集处理系统，完成模拟量、开关量的采集和存储。上位机主要功能是通过USB接口与自动检测装置相连，通过系统软件可实时显示各种信息，可方便查询历史数据和故障记录，同时达到远程修改自动检测的系统时间等功能。
3.3排流网的设置
排流网是在轨道与埋地金属之间设置一个低电阻的杂散电流流通路径，地铁
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工程中利用整体道床和浮制板道床内结构钢筋以及隧道结构钢筋形成杂散电流手机网也就是排流网。 3.3.1排流网截面积的选取
单边供电模式下，分析知轨道泄露到地下的任一点电流为：
ig(x)=I?i(x)?IRsRs?Rxth(ax)?IRRs?Rxch(as)?IRsRx?Rs
杂散电流排流网的总电流为：
Ir??L0（irx)dx??L0Ial（1+thshax?chax)dx Rx?Rs2Rs排流网最大电位降为：
Umax=LRsRr（1?2althal2)Imax?LRsRr（1?2L)Imax
Rr?RsRr?Rs3.3.2排流网的结构
排流网的结构如图3.5和3.6。
手机网纵向钢筋焊点收集网横向钢筋钢轨绝缘跨接钢筋5m5m5m5m混凝土道床纵向钢筋横向联接钢筋混凝土枕
图3.5 杂散电流排流网示意图 图3.6 杂散电流排流网铺设示意图
3.4设计结论
由以上的分析设计可知对于本段地铁正线处采用杂散电流收集网系统、杂散电流检测系统、接地系统并存的设计方法；高架线处主要是以杂散电流收集系统和检测系统并存的设计方法；路基和路断处以接地系统单独作用为主。
4设计的评论(结论)
通过验证可以证明以上设计方法符合杂散电流防护的基本要求，可以有效的保证列车运行的安全以及延长钢轨的使用年限，同时也极大的减轻了铁路工人的检修及维修的工作量，铁路工人的工作条件也相应得到了改善。节约了投资资金以及运行中的维修费用，对于国家的可持续发展有重大贡献。
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参考文献
[1] 于松伟，杨兴山，张巍，韩连祥.城市轨道交通供电系统[M].成都: 西南交通大学出版社，2008. 6.
[2] 王立天《杂散电流防护介绍》[M].天津:天津电气勘测设计研究院，2001.8.
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