浅谈现代有轨电车迷流危害及防护

张竹林

【摘 要】现代城市轨道交通项目建设飞速发展，有轨电车在技术性能、设计等方面脱引而出，得到了人们的青睐。但由于现代有轨电车迷流腐蚀对城市轨道系统等方面带来的严重危害，使人们不得不把关注的焦点集中在防护措施上，本文简单分析了现代有轨电车迷流的形成原因并提出相应的防护方案。

【关键词】现代有轨电车；迷流；防护；危害

1 现代有轨电车的定义以及供电方式

随着社会经济的快速发展，城市交通作为城市运输和物流的媒介得到了人们的高度重视。我国明确指出有轨电车是采用低地板车辆和选择多供电模式，电力牵引线路的设在地面上的一种交通方式，并且与道路上其他交通方式共享路权。

现代有轨电车的供电方式有很多种，其中包含架空接触网供电方式、电磁供电方式以及车载蓄电池或超级电容供电方式。

2 现代有轨电车迷流的形成和腐蚀的原因

在有轨电车的不同运行过程中，总会形成大小差别很大的工作电流，迷流也会不可避免的形成。通常情况下，现代有轨电车设计时电路中电流是在指定的回路内流动最后流回到电源负极，但是有的无法流回到电源负极，这些“迷失”了的电流有的泄漏到周围土壤介质中，有的在不应有电流的导体内流动形成迷流也叫做迷流，对人类及各种设施有危害作用。[2]

综上所述，形成迷流的原因具体可归纳为以下两点：①电流泄漏。由于设施的绝缘性能不好，使电流发生泄漏，自由电子定向移动产生迷流。如果金属体所处的电解质环境适宜，那么阳离子和电子就会分别与电解液中的物质相互反应，金属阳离子就会脱离金属体，使金属体被腐烛。②电位梯度。在力的作用下金属带电粒子会产生电场力，因为电位梯度的不同，使金属阳离子与电子分离形成迷流。分离出来的离子会让金属结构遭到腐烛。[1]迷流对各种金属设施产生的电化学腐蚀不仅速度快危害大。如果不及时处理，就会造成巨大的经济损失，以及公共安全。

3 现代有轨电车迷流的危害

迷流腐烛防护复杂繁琐，在设计、施工、运营等各环节就需提前充分考虑在内，而且还涉及到供电方式、金属构件和接地系统等方面。如果不重视腐蚀的危害，在损耗材料和人力的同时还会危害人们的人身安全。尤其危害到城市用自来水管道、煤气管道以及石油管道。有关资料表明，钢轨的迷流腐蚀尤其显著，设计寿命为35年的钢轨由于迷流的腐蚀，可能只能运营数年。[2]

因为腐蚀作用造成的对大地泄漏的迷流增大，使钢轨内部没有了稳定的电流，也就没有稳定的电力牵引，这种连锁反应都可能阻碍牵引系统的保护动作，让有轨电车的牵引供电安全没有了保障，该列车则会处于不受掌控的状态，威胁乘客的安全。这样会造成整个线路轨道与大地间的绝缘力不同的场面，整个线路的轨电位都不相同，也就说明了电车运行的整个期间都处于一种很紊乱的电位状态，有的超过正常允许值甚至异常。因为迷流的不确定性，它没有按指定电路流动到处泄露可能会流入电气接地装置，电气接地组织的内部的电位也会改变形成电位差。电气接地组织一旦破坏，现代有轨电车就不能正常工作，它不在收各种设备的有序的控制，就像是脱了缰的野马，可想而知会对乘客的安全构成威胁。

4 现代有轨电车迷流的防护

因为绝缘效果不好原因，会让迷流流入混凝土中，这样会从根本上破坏混凝土结构。这样带来的的危害成本巨大，损失的不仅仅是材料和设施，最主要的问题是就目前的人工技术可科技而言，这种混凝土结构的破坏维修很难，没有达到那个水平，也没有一定的科学指导技术，暂且不说技术问题，就是其成本也高的让人无法想象。这样看来，迷流影响的混泥土结构不仅仅是技术问题，还有另一方面是成本投资问题。

从现在的技术而言杂散现代有轨电车迷流的存在不可避免，对于存在的迷流对城市中管道的腐蚀我们可以对被腐蚀管道进行一定的措施。如牺牲阳极保护方式、外加电流阴极保护方式。

现代有轨电车迷流防护设计主要是以防治为主、以排流为辅。主要体现在以下几个方面：

4.1 减小机车取流电流值

因为现代有轨电车靠直流电牵引，直流电流测存在是必然的，相对而言直流电流越大泄露的就越多。为了减小有轨电车的取流电流值，就要先减小向外泄漏的迷流，即通过辅助收集网使小部分迷流流回变电所。[3]

德国的卡尔斯鲁厄至Bret ten的线路采取的就是卡尔斯鲁厄模式，采用双流制有轨电车系统。只要电车的取留电流值变小就可以很好的解决这个问题，那么什么是双流制系统呢？双流制系统就是在有轨电车采用两种不同的电压和电流供电方式。德国人通过新型的模式减小有轨电车的取留电流值，达到减小迷流的目的。

4.2 加大钢轨过渡电阻

具体可从以下几个方面实行：①定期打扫轨道绝缘材料上的垃圾，保持清洁。②在道床下面安装与钢筋隔离的防水层。③使用绝缘轨缝让分区隔离。这样既降低了钢轨电压，使轨道上的较高的电压不会被引入到有轨电车内，达到减少有轨电车内迷流目的，也防止泄漏至正线结构的钢筋产生腐蚀。④在工程建设过程中做好防水与排水工作。

由于现代有轨电车在地面进行运营。为了美化城市整体效果大部分有轨电车在轨行区域会选择种植草皮，需要对草皮养护浇水，如已经运行的苏州有轨电车、沈阳有轨电车。所以在防水排水这块尤为重要。苏州有轨电车的防水排水措施是每隔30m设置有排水沟和专用排水盒，它们的主排水沟、盖板等和与排水沟连接的各种设备与轨道绝缘，这种防护措施不仅能排除轨道内的积存雨水和排除地面雨水对轨道的影响，在一定程度上还会绿化铺装土壤渗水。

4.3 建立迷流收集网

我们知道，现代有轨电车是通过走行轨回流至变电所负极柜，然后走行轨必然会产生电流的泄露，所以我们在轨道层要建立完善的杂散链路收集网，迷流收集网不仅将各个供电区段内的的结构钢筋连成一体，并且通过电力牵引变电系统前端形成迷流通路，达到对外屏蔽迷流的效果。

由于现代有轨电车的运行特殊条件，以及受到绿化的影响，所以迷流泄露正常情况下比地铁更为严重。在迷流收集网的设计中尤为重要。苏州有轨电车2号线根据计算结果，上下行迷流收集网不小于1000mm2即可满足计划电位要求，经过轨道专业的沟通将其提升到2000mm2。其次就是要控制好施工质量。

4.4 减小走行轨纵向电阻，减小回路电阻

具体措施如下：①采用先进无缝钢轨焊接技术并且增大走行轨的截面尺寸。②增加钢轨之间的均流电缆和加大回流电缆截面积。

苏州有轨电车1号线采用的是60R2槽型钢轨截面积达到76.11cm2并且采用国际先进的移动闪光焊接，质量得到了保证。在均流电缆方面每行两根钢轨每隔200m设置一处均流电缆，上下行每隔600米设置一处均流电缆。采用150mm2，回流电缆采用4根150mm2，保证了回路的畅通。所以在迷流控制方面苏州有轨电车得到有效的效果。

5 结束语

有轨电车作为中小城市的发展重点越来越得到人们的关注，然后迷流的产生由于收到技术和施工质量的限制很难得到避免，本文重点阐述迷流的对城市危害以及对有轨电车迷流的设计、防护。针对实际国内建设情况进行简单分析。由于本人见识有限还请各方面的专家提出宝贵意见。

【参考文献】

[1]庞原冰.城市轨道交通迷流研究[D].成都：西南交通大学，2008.

[2]曹阿林.埋地金属管线的迷流腐蚀防护研究[D].重庆：重庆大学，2010.

[3]迷流防护系统介绍[Z].徐州和纬信电科技有限公司，中国矿业大学信电学院.

[责任编辑：王楠]