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

地鐵雜散電流分布的數(shù)學模型

第26卷第4期

2009年08月工程數(shù)學學報CHINESEJOURNALOFENGINEERINGMATHEMATICSVol.26No.4Aug.2009文章編號:1005-3085(2009)04-0571-06

地鐵雜散電流分布的數(shù)學模型

劉燕,王京梅,趙麗,苑秋紅

(電子科技大學電子薄膜與集成器件國家重點實驗室，成都610054)

摘要:地鐵在給人們帶來便利的同時，也帶來了嚴重的雜散電流腐蝕危險。為了給當前的防腐工作提供

有效的指導，本文對雜散電流分布的數(shù)學模型進行了深入研究。從雜散電流的產(chǎn)生機理著手，采用微元法建立了雜散電流分布的數(shù)學模型，分析了軌地過渡電阻率及土壤電阻率對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:O29文獻標識碼:A關鍵詞:雜散電流；分布；數(shù)學模型分類號:AMS(2000)94C05

1引言

地鐵以它的承載量大、安全快捷、準時、占地少以及受氣候等因素影響小等優(yōu)點成為大家所青睞的重要交通工具。但它在給人們帶來便利的同時，也帶來了一些環(huán)境、安全問題。尤為嚴重的是其在運營過程中由直流動力牽引產(chǎn)生的雜散電流腐蝕危險。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9Kg)，它不僅會縮短金屬管線的使用壽命，而且還會降低地鐵鋼筋混凝土結構的強度和耐久性，甚至釀成災難性的事故[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城區(qū)的地下金屬管網(wǎng))，隨機性更強(軌地過渡電阻率，土壤電阻率，電流大小等的變化)[2]。

由于地鐵運營環(huán)境的特殊性，對雜散電流的防護顯得尤為重要。對地鐵運營以后受腐蝕的鋼筋進行維修，將是一項十分艱難的工作。因此，研究地鐵雜散電流的分布，對采取防護措施，減少雜散電流的泄漏意義重大[3]。

2雜散電流的產(chǎn)生機理

目前的地鐵動力系統(tǒng)大部分以電力為驅動，，直流電通過地鐵隧道頂?shù)膶щ娷墸瑱C車頂上的電刷，給機車供電，通過隧道底部的走行軌實現(xiàn)回流。由于走行軌存在電阻，在電流流經(jīng)走行軌時，走行軌上產(chǎn)生電壓降，同時存在對地電位差。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)。當迷流在土壤中流動時，會通過建筑物的主體鋼筋、埋設金屬管線和電纜的金屬護套等導體而流至回流點后，再經(jīng)土壤重新歸入鋼軌，從而使鋼軌附近這些金屬導體在電流流出處產(chǎn)生腐蝕，壽命降低[1]。為了減少雜散電流的泄漏，廣州地鐵一號線[4]和深圳地鐵[5]都采取“堵”、“排”等主要的防護措施�！岸隆奔丛谧咝熊壟c道床結構間加絕緣層，以保證負回饋的暢通；“排”即利用漏電收集網(wǎng)對漏電流進行收集和排流。因此，實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.作者簡介:劉燕(1983年11月生)，女，碩士.研究方向：電路研究.

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