车辆段的杂散电流防护

黄晓静

(中铁第一勘察设计院集团有限公司，西安，710043)

0 引言

城市轨道交通中的杂散电流对城市建筑及地铁本身具有较强的腐蚀作用，因此，应采取有效的措施限制杂散电流的产生，从而降低或消除其不利影响。

车辆段一般位于地面，经出入段线与正线连接，承担着地铁车辆的停放、检修、日常保养和材料供应等重要功能。从杂散电流防护角度看存在许多不利因素。车辆段内线路主要包括停车列检库、周月检库、静调库、洗车库和库外线路等。库外线路采用碎石道床，无法设置杂散电流收集网；而且由于车场内建筑较多，并设有综合维修基地，设备和管线较多，运营环境特殊，因此与正线相比，车辆段是杂散电流防护的薄弱环节。本文以西安地铁三号线港务区车辆段、广州地铁八号线白云湖车辆段为例，提出对一般车辆段及有上盖物业车辆段的杂散电流防护方案。

1 一般车辆段杂散电流防护方案

多数地铁线路的车辆段无上盖物业开发，如西安地铁一号线西咸车辆段、西安地铁二号线渭河车辆段，西安地铁三号线港务区车辆段，此时只需要考虑车辆段内部的杂散电流防护。由于车辆段内车速较低，牵引电流较小，杂散电流泄漏水平较低，车辆段内设备易于更换，因此杂散电流防护应从钢轨回流着手，并考虑降低钢轨电位的措施。具体措施如下：

1.1 牵引回流回路

（1）车辆段应根据接触网分段情况设牵引回流回路；

（2）停车列检库、周月检库中间及末端设置均流电缆；

（3）出入段线与正线间、电化库内线路与库外线间，电化线路与非电化线路间，电化线路尽头等设钢轨绝缘节，并根据实际情况设单向导通装置。

1.2 车辆段内管线

（1）各种电化库内的金属管线采用绝缘安装，或采用非金属材料；

（2）车辆段内给排水管尽量采用绝缘性能好、符合城市生活用水标准的PVC管。如采用金属管道，则需进行防腐蚀涂复并加强绝缘，同时进出车辆段的部位设绝缘法兰或绝缘短管隔离。

（3）金属管道在与轨道交叉敷设时，交叉角度应为90°，交叉段管道采用PVC塑料管或金属涂复绝缘防腐蚀材料。

（4）车辆段内电气配线管尽量采用绝缘管。

2 上盖物业车辆段杂散电流防护方案

车辆段占地面积较大，越来越多的城市为了充分利用土地资源，大力发展车辆段上盖物业开发的模式，如广州地铁六号线萝岗车辆段、广州地铁八号线白云湖车辆段、广州地铁九号线岐山车辆段、重庆地铁六号线大竹林车辆段等。因有上盖物业，且上盖物业主体结构在轨道之间，主体结构受杂散电流腐蚀的可能性较大，为了保护上盖物业及车辆段建筑本体安全，对杂散电流更应加强防护，同时应考虑监测及排流措施。以广州地铁八号线白云湖车辆段为例，可采取的具体措施如下：

2.1 回流系统的设置

车辆段通过恰当设置回流点和均流电缆来降低钢轨电位以减少杂散电流的泄漏。车辆段内线路与出入段线之间、车辆段各种电化库内线路与库外线路之间设置钢轨绝缘节并装设单向导通装置。纵向轨缝、道岔区段和设置鱼尾板的地方，每根钢轨需要加设连接电缆，连接电缆采用2根150mm2截面的DC1500V铜芯电缆，保证通畅的回流通路。车辆段牵引变电所回流线回数及电缆根数如表1所示。

表1 车辆段牵引变电所回流线回数及电缆根数

2.2 收集网的设置

在电化库内及试车线下方道床结构钢筋设置杂散电流收集网，收集网通过连接排流端子的电缆进入变电所排流柜。道床收集网钢筋与底板结构钢筋分离，底板结构钢筋与上盖结构和结构柱分离。收集网钢筋与综合接地网、防雷接地网分离。综合楼结构底板下方设置接地网，接地网通过电缆接入排流柜。

收集网截面可选取为2000 mm2，经过计算，此时极化电位U为0.012V，满足相关规范标准中钢筋极化电位低于0.5V的要求。

2.3 监测方案

车辆段采用集中式监测方案，分别对停车列检库、周月检库、静调库、试车线、洗车机棚内整体道床结构及上盖主体结构进行监测，具体位置见图1。在每个测试点，将参考电极和测试端子接至传感器，传感器通过测试电缆连接到数据转接器，数据转接器将处理的数据通过通信电缆传送到白云湖车辆段杂散电流综合监测装置，见图2。运营人员利用杂散电流监测系统进行直接查询、统计等，并及时对相关区段进行清扫和相应的维护管理。

图1 测量端子平面布置图

2.4 对轨道专业的要求

（1）钢轨采用绝缘法安装。在轨道与混凝土轨枕之间、在紧固螺栓、道钉与混凝土轨枕之间及扣件与混凝土轨枕之间采取绝缘措施，加强钢轨对道床绝缘。单个钢轨的支撑处在干燥条件下的绝缘电阻值应达到108Ω以上，潮湿条件下的绝缘电阻值应达到106Ω以上。钢轨与道床间泄漏电阻应不小于15Ω·km。钢轨底部与道床之间间隙宜大于70mm。

（2）出入段线与正线之间、各种电化库内线路与库外线路之间设置钢轨绝缘节并装设单向导通装置。车场内电化股道和非电化股道之间、电化股道尽头线与车档设备之间设置钢轨绝缘节。

图2 杂散电流监测系统示意图

（3）利用整体道床内结构钢筋，形成道床杂散电流收集网，收集网截面不小于2000mm2，整体道床中结构钢筋与其它结构钢筋、金属管线、接地装置非电气连接。

（4）车辆段短枕块式整体道床、短枕块埋入式整体道床钢筋焊接如图3、图4所示。

图3 短枕块式整体道床钢筋焊接示意图

图4 短枕块埋入式整体道床钢筋焊接示意图

（5）车辆段壁式检查坑、立柱式检查坑钢筋焊接如图5、图6所示。

图5 壁式检查坑钢筋焊接示意图

图6 立柱式检查坑钢筋焊接示意图

2.5 对结构专业的要求

（1）车辆段结构底板、上盖结构板以及车辆段内其他建筑结构的底板，均应做好防水处理。

（2）库前混凝土地面内，应在每根钢轨旁边埋设一根DN80玻璃钢管至库前碎石道床处，以便穿管敷设连接杂散电流连接端子的连接电缆。

（3）道床的结构应与上盖主体结构相分离，对上盖主体结构做绝缘处理及防腐蚀保护。

3 结束语

一般车辆段的杂散电流防护由于结构简单、关系单一，只需做好绝缘及回流通道；上盖物业车辆段，由于上盖主体结构在轨道之间，为保护上盖物业及建筑物的安全，应在做好绝缘及回流通道的基础上，增加监测及排流措施，为后期运营维护提供依据，以便及时采取针对性措施。