地铁直流牵引供电系统杂散电流分析

2021-09-10郑库锋

安家（建筑与工程） 2021年6期

郑库锋

摘要：地铁是人们日常出行的重要交通工具，同时地铁也是一个技术含量较高且复杂的组成。地铁的运行通过电力来带动，因此地铁供电系统对于地铁的正常运行能够起到非常重要的作用。本文在此背景下对地铁直流牵引供电系统杂散电流进行分析，对牵引点系统杂散电流的重要性进行介绍，希望能够促进相关研究的发展。

关键词：地铁;直流牵引;供电系统;杂散电流;重要性

随之城市交通的快速发展，地铁越来越成为人们出行的重要交通工具之一，而使用电力驱动的地铁，对于电力具有较大的依赖，而地铁直流牵引供电系统杂散电流对于地铁的正常运营会产生重要的影响。

1 直流牵引供电系统杂散电流的重要性分析

地铁系统要想正常运行，对直流牵引供电系统具有较强的依赖，但是直流牵引供电系统又会产生相应的杂散电流，对地铁的运行造成不利影响。所以我们需要在修建地铁之前，就对地铁直流牵引供电系统进行准确的研究，对其运行过程中所产生的电流等数据进行搜集，来保证地铁的有效运行。

除了能对地铁的运行产生影响之外，直流牵引供电系统杂散电流也会对地下

管线、钢筋等材料产生一定的腐蚀。当地铁中杂散电流量过大时，流向金属材料的杂散电流也会随之增多，从而加剧对金属材料的腐蚀。对地铁直流牵引供电系统杂散电流进行控制，可以有效防止对地下材料的腐蚀。

2 直流牵引供电系统杂散电流的产生原因分析

要想维持一条地铁的有效运行，需要通过许多个牵引变电站为地铁提供必要的动力。其工作方式是通过不同的线路为不同的列车提供必要的动力支撑，牵引电流通过运行轨道实现一个回路，最后返回到牵引变电站。虽然当前的技术已经非常先进，但是由于地铁电能提供方式的因素，使得在地铁运行过程中，无法保持地表的绝对绝缘，其后果是有一部分电流没有回到变电所，而是通过地下金属或者钢轨，流入到地表，而这部分电流在流经地下之后，又通过钢轨的形式返回到变电所，这个过程就产生了我们所说的直流牵引杂散电流。如果地铁运行附近有金属材料，那么杂散电流就会流向这些金属，形成一个阴极。而当这些电流从金属流向变电所时，又会形成一个阳極，这样会对阴极与阳极之间设备的正常运行，造成不良影响，同时也会对人的生命财产安全造成较大的威胁。而在阳极内由于电解现象的存在，使得金属物质的温度升高从而加剧腐蚀过程。

3 影响杂散电流的因素

3.1 地铁列车取流的大小

当整流器回流点出达到了最大的负电压值，那么此时将会提高杂散电流的腐蚀性，对铁轨能够造成巨大的腐蚀。在列车行驶过程中，伴随着列车取流的增加，与之对应的钢轨的电压也会不断增大，两者成正相关关系。总的来说地铁列车取流的大小，会对杂散电流产生重要的影响。

3.2 牵引变电所之间的距离

影响杂散电流的重要因素还包括牵引变电站之间的距离，通过对地铁直流牵引供电系统的研究能够发现，一部分电流会流向地表而造成电流的流水，在这个过程中也产生了杂散电流，将会对杂散电流产生重要影响。他们之间的关系是，杂散电流的大小会受到牵引变电站距离大小的变化，而发生改变，对我们的启示是要设置合理的牵引变电站的位置。

3.3 轨道电阻的大小

电流的大小会受到电阻的影响，通常来说电阻越大则电流越小。在地铁运行过程中，如果铁轨的电阻增大，那么杂散电流将会降低。

3.4 过渡电阻的大小

过渡电阻对于杂散电流的数量以及对金属的腐蚀程度，都会产生较大的影响。从当前的情况来看，如果过渡电阻在0.1欧姆时，将会使得杂散电流比较严重，这时就需要采取必要的措施对杂散电流进行控制。

4 杂散电流的防范办法

以上分析让我们知道了杂散电流产生的原因，以及影响杂散电流的因素等，为了减少对地铁运行的影响以及对金属的腐蚀等，需要采取相应的措施来对杂散电流进行防范。

4.1 缩短牵引变电站之间的距离

通过前文的分析能够得知，牵引变电站之间距离的远近，将会对杂散电流产生较大的影响。如果将牵引变电站之间的距离设置过大，将会使得流入到金属中的电流量增加，对金属造成的腐蚀性增加。所以最好的办法就是缩短牵引变电站之间的距离，增加牵引变电站的数量。

4.2 控制列车取流大小

景观地铁取流大小不会改变杂散电流回流点的位置，但是一旦地铁列车取流过大时，将会造成铁轨电位升高，结果就是杂散电流增大。所以控制列车取流大小，是防范杂散电流增加的一个方法，我们需要将机车电流维持在一个合适的水平，减轻电流负荷。

4.3 降低轨道电阻

轨道电阻会对杂散电流产生影响，在固定电阻不变的情况下，轨道电阻越高，将会使得杂散电流量越大。降低轨道电阻的方法，可以每隔一段距离，就将一段钢轨进行并联处理。