城市軌道交通雜散電流的防護
摘 要:雜散電流對供電系統(tǒng)周邊的環(huán)境和基礎設施的危害很大。對雜散電流的防護應采用“以防為主,以排為輔,防排結(jié)合,加強監(jiān)測”的原則。結(jié)合多年的現(xiàn)場施工經(jīng)驗,從雜散電流的防護方法、技術原理及雜散電流的監(jiān)測等方面,對城市軌道交通雜散電流的防護進行探討。
關鍵詞:軌道交通,雜散電流,排流柜,單向?qū)ㄑb置
1雜散電流的防護原則
軌道交通直流牽引供電系統(tǒng)中,只要用走行軌兼做回流導體,雜散電流的產(chǎn)生是不可避免的。為了減少雜散電流的危害,就應當設法減少雜散電流量。這就需要采取有效的防雜散電流措施,使雜散電流量控制在允許的范圍內(nèi)。雜散電流的防護工程基本上采用“以防為主,以排為輔,防排結(jié)合,加強監(jiān)測”的原則。
(1)以防為主
控制所有可能的雜散電流泄漏途徑,減少雜散電流進入軌道交通系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)、設備以及沿線附近相關設施的結(jié)構(gòu)鋼筋。具體實施時,由于涉及到的專業(yè)多,各專業(yè)、各工種必須緊密配合,尤其在施工設計階段更要考慮綜合防治措施,盡量減少直流系統(tǒng)與其他建筑物的電氣連接。可采取的措施有:牽引變電所內(nèi)和區(qū)間的直流供電設備在安裝時與結(jié)構(gòu)鋼筋和結(jié)構(gòu)主體絕緣安裝;走行軌道在施工時,采用與軌道道床絕緣的安裝方式;由外界引入軌道交通內(nèi)部或由軌道交通內(nèi)部引出的金屬管線均應進行絕緣處理后方可引入和引出;在軌道交通線內(nèi)部設立結(jié)構(gòu)鋼筋電氣連通,把所有結(jié)構(gòu)鋼筋和接地點連接在一起,將泄漏的雜散電流排流回直流系統(tǒng)。
(2)以排為輔
設置雜散電流的收集系統(tǒng)。此收集系統(tǒng)為雜散電流從回流軌上泄漏后遇到的第一道小電阻的回流通道,可以將雜散電流盡量限制在本系統(tǒng)內(nèi)部,防止雜散電流向本系統(tǒng)以外泄漏。
2不同區(qū)段的雜散電流排流系統(tǒng)
具體實施中,不同區(qū)段應采取相應的排流措施。
2.1高架區(qū)段雜散電流排流系統(tǒng)
上海市軌道交通高架線路一般采用現(xiàn)澆混凝土簡支箱梁結(jié)構(gòu)形式,箱梁與橋墩之間通過板式橡膠支座安裝,起到絕緣安裝的效果。在雜散電流防護系統(tǒng)中,現(xiàn)澆混凝土簡支箱梁內(nèi)部的表面鋼筋網(wǎng)與主體結(jié)構(gòu)鋼筋網(wǎng)焊接,作為收集和排流的通道,是雜散電流防護的第一道防線。用銅排引出結(jié)構(gòu)表面作為排流銅端子,利用1×150mm2電纜把每段現(xiàn)澆混凝土簡支箱梁的排流銅端子連接起來,再通過安裝在變電所內(nèi)的排流柜,把散落在區(qū)間的雜散電流排流到直流供電系統(tǒng),起到雜散電流的防護作用。同時,銅端子也可作為雜散電流監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測點。
2.2 盾構(gòu)隧道區(qū)間雜散電流排流系統(tǒng)
盾構(gòu)隧道區(qū)間是由圓形管片一片一片通過螺栓連接在一起,每個盾構(gòu)管片內(nèi)有結(jié)構(gòu)鋼筋。在隧道內(nèi)安裝的管片是預制的。按雜散電流專業(yè)的要求,每個管片內(nèi)結(jié)構(gòu)鋼筋成網(wǎng)狀,焊接在一起,使管片內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋電氣連通,通過鋼墊圈將電氣連接點良好引出。隧道管片拼裝作業(yè)時,通過螺栓和螺母將各隧道管片結(jié)構(gòu)鋼筋全部電氣連通,形成等電位體。環(huán)、縱兩向通過螺栓將每塊管片、每環(huán)管片連成一體,形成一個法拉第籠,對地鐵進行電氣屏蔽,以防止地鐵雜散電流對外泄漏,減少對地下環(huán)境的污染。
2.3整體道床雜散電流的防護
整體道床用于地下區(qū)間隧道內(nèi)時,由于整體道床位于走行軌的下面,與軌道距離最近,最容易直接收集軌道泄漏的雜散電流。因此,在盾構(gòu)隧道內(nèi),利用整體道床內(nèi)部結(jié)構(gòu)鋼筋的電氣連接,建立主要雜散電流的收集網(wǎng),最能從根本上解決雜散電流的防護問題。但整體道床的設計需考慮地震等自然條件的影響。在一定位置設沉降縫,在沉降縫位置引出道床鋼筋連接銅端子,用1×150mm2電纜將沉降縫兩側(cè)道床結(jié)構(gòu)鋼筋進行電氣連接,然后通過牽引變電所的排流柜將雜散電流排流回直流系統(tǒng),起到雜散電流防護的作用。同時,引出的銅端子為雜散電流的監(jiān)測提供了直接監(jiān)測點。
整體道床用于高架區(qū)間時,由于現(xiàn)澆混凝土簡支箱梁形式的采用,雜散電流基本