本文關(guān)鍵詞：地鐵雜散電流分布的數(shù)學(xué)模型，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

地鐵雜散電流分布的數(shù)學(xué)模型

第26卷第4期

2009年08月工程數(shù)學(xué)學(xué)報(bào)CHINESEJOURNALOFENGINEERINGMATHEMATICSVol.26No.4Aug.2009文章編號(hào):1005-3085(2009)04-0571-06

地鐵雜散電流分布的數(shù)學(xué)模型

劉燕,王京梅,趙麗,苑秋紅

(電子科技大學(xué)電子薄膜與集成器件國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都610054)

摘要:地鐵在給人們帶來(lái)便利的同時(shí)，也帶來(lái)了嚴(yán)重的雜散電流腐蝕危險(xiǎn)。為了給當(dāng)前的防腐工作提供

有效的指導(dǎo)，本文對(duì)雜散電流分布的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了深入研究。從雜散電流的產(chǎn)生機(jī)理著手，采用微元法建立了雜散電流分布的數(shù)學(xué)模型，分析了軌地過渡電阻率及土壤電阻率對(duì)雜散電流分布的影響，得出走行軌電阻的增加、軌地過渡電阻率及土壤電阻率的減小是產(chǎn)生雜散電流的主要原因。

中圖分類號(hào):O29文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A關(guān)鍵詞:雜散電流；分布；數(shù)學(xué)模型分類號(hào):AMS(2000)94C05

1引言

地鐵以它的承載量大、安全快捷、準(zhǔn)時(shí)、占地少以及受氣候等因素影響小等優(yōu)點(diǎn)成為大家所青睞的重要交通工具。但它在給人們帶來(lái)便利的同時(shí)，也帶來(lái)了一些環(huán)境、安全問題。尤為嚴(yán)重的是其在運(yùn)營(yíng)過程中由直流動(dòng)力牽引產(chǎn)生的雜散電流腐蝕危險(xiǎn)。這種腐蝕比一般的自然腐蝕程度要大得多(1A雜散電流引起的金屬失重W可達(dá)9Kg)，它不僅會(huì)縮短金屬管線的使用壽命，而且還會(huì)降低地鐵鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和耐久性，甚至釀成災(zāi)難性的事故[1]。比起自然腐蝕，它的范圍更廣(地鐵的雜散電流幾乎影響整個(gè)城區(qū)的地下金屬管網(wǎng))，隨機(jī)性更強(qiáng)(軌地過渡電阻率，土壤電阻率，電流大小等的變化)[2]。

由于地鐵運(yùn)營(yíng)環(huán)境的特殊性，對(duì)雜散電流的防護(hù)顯得尤為重要。對(duì)地鐵運(yùn)營(yíng)以后受腐蝕的鋼筋進(jìn)行維修，將是一項(xiàng)十分艱難的工作。因此，研究地鐵雜散電流的分布，對(duì)采取防護(hù)措施，減少雜散電流的泄漏意義重大[3]。

2雜散電流的產(chǎn)生機(jī)理

目前的地鐵動(dòng)力系統(tǒng)大部分以電力為驅(qū)動(dòng)，，直流電通過地鐵隧道頂?shù)膶?dǎo)電軌，機(jī)車頂上的電刷，給機(jī)車供電，通過隧道底部的走行軌實(shí)現(xiàn)回流。由于走行軌存在電阻，在電流流經(jīng)走行軌時(shí)，走行軌上產(chǎn)生電壓降，同時(shí)存在對(duì)地電位差。該電位差使得走行軌中部分電流泄漏到土壤成為雜散電流(也稱迷流)。當(dāng)迷流在土壤中流動(dòng)時(shí)，會(huì)通過建筑物的主體鋼筋、埋設(shè)金屬管線和電纜的金屬護(hù)套等導(dǎo)體而流至回流點(diǎn)后，再經(jīng)土壤重新歸入鋼軌，從而使鋼軌附近這些金屬導(dǎo)體在電流流出處產(chǎn)生腐蝕，壽命降低[1]。為了減少雜散電流的泄漏，廣州地鐵一號(hào)線[4]和深圳地鐵[5]都采取“堵”、“排”等主要的防護(hù)措施�！岸隆奔丛谧咝熊壟c道床結(jié)構(gòu)間加絕緣層，以保證負(fù)回饋的暢通；“排”即利用漏電收集網(wǎng)對(duì)漏電流進(jìn)行收集和排流。因此，實(shí)際情況下的迷流是滲過絕緣層、漏電收集網(wǎng)后泄漏到土壤的那部分電流，如圖1所示。

收稿日期:2007-07-24.作者簡(jiǎn)介:劉燕(1983年11月生)，女，碩士.研究方向：電路研究.

  本文關(guān)鍵詞：地鐵雜散電流分布的數(shù)學(xué)模型，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。