【摘 要】
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城市轨道交通的发展,使得杂散电流的问题日趋严重,杂散电流对隧道内结构钢筋、金属管线的电化学腐蚀作用不可忽视,钢轨作为回流轨对地不能完全绝缘是杂散电流产生的根本原因。本文针对天津地区地铁线路典型区段进行杂散电流分布特性研究,提出杂散电流抑制方案,对于杂散电流治理具有重要意义。首先,本文基于CDEGS建立了地铁隧道结构模型,并详述了CDEGS建模流程及建模所需的电气参数与几何参数。将CDEGS模型与传
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城市轨道交通的发展,使得杂散电流的问题日趋严重,杂散电流对隧道内结构钢筋、金属管线的电化学腐蚀作用不可忽视,钢轨作为回流轨对地不能完全绝缘是杂散电流产生的根本原因。本文针对天津地区地铁线路典型区段进行杂散电流分布特性研究,提出杂散电流抑制方案,对于杂散电流治理具有重要意义。首先,本文基于CDEGS建立了地铁隧道结构模型,并详述了CDEGS建模流程及建模所需的电气参数与几何参数。将CDEGS模型与传统电阻网络模型对比验证,突出了CDEGS模型贴近实际的建模特点,计算了隧道直流牵引供电系统中回流导体的电位及电流分布。其次,提出了针对天津地铁典型线路区段参数的实测方案,根据所测数据及线路资料搭建天津地铁典型区段模型。分析了轨地过渡电阻、列车运行位置、列车运行工况及土壤电阻率对杂散电流的影响;研究了杂散电流对车站接地网的影响程度;探明了交叉重叠隧道情况下的隧道间土壤中的电势及电场分布情况。得出轨地过渡电阻为影响杂散电流大小的决定性因素,列车位于供电区间中点或列车加速及再生制动时杂散电流较大,土壤会通过影响混凝土电阻率进而影响杂散电流大小;发现车站接地网的接触电压幅值及电流幅值升高集中于隧道附近;发现需对处于交叉重叠隧道间的金属管线采取相应措施防范杂散电流腐蚀。最后,针对天津地铁典型区段模型,提出了杂散电流抑制方案。比较了排流网均匀分布与集中分布时的排流效能,得出了集中排流网以纵向钢筋间距0.3m分布时排流效果最佳的排流网最优布局方案,且当纵向钢筋间距为0.3m的集中排流网采用双层共14根半径为0.008m的纵向钢筋时的排流网截面积虽较采用单层共7根半径为0.012m的纵向钢筋时的排流网截面积小,但排流效能更高,达到了70.14%;获得了混凝土电阻率对杂散电流的影响规律,优选了水灰比及掺合料比例对提高混凝土电阻率的方案,该方案减小了土壤对混凝土电阻率的影响,降低了杂散电流对钢筋混凝土结构的危害。
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