【《上海地铁部分受腐蚀影响基地钢轨接地情况分析》3000字】

I上海地铁部分受腐蚀影响基地钢轨接地情况分析本文选择了三个因杂散电流导致不同危害的车辆基地，并且介绍了腐蚀情况，可见进行杂散电流测量再进行防护改进讨论是必要的。首先我们将介绍杂散电流腐蚀原理。1.1杂散电流腐蚀的原理轨道交通工程牵引供电系统是以走行轨为回流通路的直流牵引供电系统。由于运营环境、经济及其它方面的限制，走行轨不可能完全绝缘于道床结构，因此牵引回流电流不可避免地经走行轨向道床及其它结构泄漏产生杂散电流。杂散电流腐蚀属于电化学腐蚀，电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程。介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程称为阴极反应过程。走行轨和金属管线均为电子导体，地面为离子导体，电子在A和D点流出，金属导体与地面组成e-i界面为阳极。电流在C点和F点流入，则地面与金属导体组成的i-e界面为阴极。把进行电子传导的金属导体与进行离子传导的电解质相接触的界面称为电极系，电子导体和离子导体的接合称为e-i接合。图1A、B、C和D、E、F分别构成了两个串联的电解电池电池Ⅰ：A钢轨（阳极区）→B道床、土壤→C金属管线（阴极区）电池Ⅱ：D金属管线（阳极区）→E土壤、道床→F钢轨（阴极区）当杂散电流由两个阳极区——走行轨（A）和金属管线（D）流出时，都会发生失掉电子的氧化反应，该部位的金属（Fe）就会遭到腐蚀，当金属铁（Fe）周围的介质是酸性电解质，发生的氧化还原反应是析氢腐蚀；阳极：2Fe=2Fe++4e-阴极：4H++4e-=2H24H2O+4e-=4OH-+2H2当金属铁（Fe）周围的介质是碱性电解质时，发生的氧化还原反应为吸氧腐蚀。阳极：2Fe=2Fe++4e-阴极：02+2H2O+4e-=4OH-腐蚀反应：Fe(OH)2Fe2O3·2xH2O（红锈）Fe(OH)3Fe3O4（黑锈）腐蚀激烈。金属的腐蚀量满足法拉第定律：P=KItP—电腐蚀损失重量(kg)；K—电化当量(kg/C)；I—流出金属的电流(A)；t—电流通过的时间(s)如，铁的K=1.89×10-17kg/C，1A的直流电流通过1年，由于电解引起的金属损失为：（北京地铁实测值可达220～326A）腐蚀特点：腐蚀集中于局部位置，有防腐层时，往往集中于防腐层的缺陷部位。1.2上海轨道交通车辆基地杂散电流测量选择根据车辆基地现场实际情况，对不同类型的车辆基地选择，结合车辆基地以前所发生的故障类型，我们选1号线富锦路车辆停车场、3号线石龙路车辆停车场、9号线金海路车辆停车场为杂散电流测量的车辆停车场。1.1.1一号富锦路车辆基地一号线富锦路车辆基地是机车由高架段进入地面出入段线，同时，在富锦路停车库前的单向导通装置发生二极管烧毁引起钢轨回流不畅事故，是我们要研究的课题。图2单向导通装置发生二极管烧毁图3富锦路车辆基地出入线示意图1.1.2三号线车辆基地三号线石龙路车辆停车场是机车由地面碎石道床进入地面出入段线，进入石龙路停车库内，同时石龙路停车库的建筑梁发生严重的腐蚀现象，是我们这次科研的主要研究对象。图4石龙路停车库腐蚀现象图5石龙路车辆基地正线碎石道床与停车场平行1.1.3九号线金海路车辆基地九号线金海路车辆基地出入段线由洞下进入地面出入段线的停车场且有上盖建筑，9号线金海路车辆基地运行时间只有2年，但在停车场库前发生机车经过时发生钢轨打火现象。图6金海路车基地钢轨打火现象图7金海路基地示意图1.3部分路网车辆基地钢轨接地情况等因地铁线路、停车场基地众多，受影响情况也各不相同，所以下文中只列举了测量方法、数据中出现的车辆基地情况。1.3.1库内基地情况全路网32个停车场，库内钢轨接地形式主要为：钢轨采用均流线一处至三处与库内建筑结构钢筋相连接的接地方式和钢轨不接地。表1停车列检库接地情况表1处接结构钢筋接地（17个）接触网架（2个）2处及以上接结构钢筋接地（3个）无接地（11个）1号线富锦路、2号线川沙、3号线江杨北（新库）、3号线石龙路、5号线平庄、5号线莘庄、7号线陈太路、8号线浦江、9号线九亭、11号线上赛场、11号线嘉定北、13号线川杨河、16号线川杨河、16号线治北、17号线朱家角、17号线徐泾北12号线中春路、13号线北翟路5号线剑川路、7号线龙阳路、9号线金海路1号线梅陇、2号线龙阳路、2号线北翟路、3号线江杨北、4号线蒲汇塘、6号线港城路、6号三林、8号线殷行、10号线吴中路、11号线川杨河、12号线金海路表2检修库接地情况表无检修库（10个）1处接电缆桥架（1个）1处接结构钢筋接地（9个）3处结构钢筋接地（1个）无接地（11个）1号线富锦路、3号线江杨北新库、4号线蒲汇塘、5号线莘庄、9号线金海路、11号线嘉定北、12号线中春路、13号线川杨河、16号线川杨河、17号线朱家角1号线梅陇2号线北翟路、2号线川沙、3号线江杨北、3号线石龙路、5号线平庄、7号线陈太路、8号线殷行、11号线川杨河、17号线徐泾北11号线川杨河2号线龙阳路、5号线剑川路、6号线港城路、6号线三林、8号线浦江镇、9号线九亭、10号线吴中路、11号线上赛场、12号线金海路、13号线北翟路表3旋轮、洗车库接地情况表无旋轮、洗车库（10个）1处接结构钢筋接地（2个）无接地（20个）3号线江杨北新库、5号线莘庄、6号线三林、9号线金海路、11号线川杨河、11号线上赛场、13号线北翟路、13号线川杨河、16号线川杨河、16号线治北5号线平庄、17号线朱家角其余基地表4联合车库接地情况表无旋轮、洗车库（21个）1处接结构钢筋接地（3个）无接地（8个）9号线九亭、10号线吴中路、16号线川杨河1号线富锦路、2号线北翟路、2号线川沙、3号线江杨北、4号线蒲汇塘、6号线港城路、7号线龙阳路、11号线嘉定北对上述基地进行分类，得到了如下数据。目前，上海轨道交通拥有32个车辆基地，经出入段线与正线连接，列车由正线进入出入段线有几种类型：1、列车由高架段进入地面出入段线；2、列车由洞下进入地面出入段线；3、列车由地面碎石道床进入地面出入段线，4、入出入段线无单向导通装置；5、车辆基地包括出入段线有上盖建筑。类型线路基地由高架段进入1#富锦路基地、2#川沙基地、5#剑川路基地、5#莘庄基地、6#港城路基地、6#三林基地、8#浦江镇基地、11#嘉定北基地、11#赛车场基地、11#川杨河基地、16#治北基地、16#川杨河基地、17#朱家角基地由洞下进入1#梅陇基地、2#北翟路基地、2#龙阳路基地、4#蒲汇塘基地、5#平庄基地、7#龙阳路基地、7#陈太路基地、8#殷行路基地、9#九亭基地、12#金海路基地、12#中春路基地、12#川杨河基地、13#北翟路基地有上盖建筑9#金海路基地、10#吴中路基地、17#徐泾北基地出入线无单导1#梅陇基地、2#龙阳路基地与正线平行（碎石道床）3#宝钢基地、3#石龙路基地、5#莘庄基地表8车辆基地停段车场与正线出入库、建筑分类型表1.3.2触网隔离开关接地情况目前既有库内使用带接地闸刀隔离开关，但是几年前要求部分库内隔离开关拆除接地闸刀部分，所以不予列出，隔离开关分闸时接地刀同时合闸，接地刀接地电缆接地位置一般有几种。1）直接与隔离开关底座连接，底座一般连至架空地线或者建筑接地极。2）直接与建筑接地极连接。3）直接与钢轨连接。具体情况如下表所示。表5隔离开关情况表表5隔离开关情况表线路停车场隔离开关位置有无接地刀（隔离开关本体是否带接地刀）接地刀是否启用（是否拆除）接地刀接地位置备注3号线石龙路基地停车道：4-13道A端有启用钢轨检修道：月检、临修有启用钢轨1.3.3全路网单向导通装置情况表6直流开关整定值和单向导通额定电流关系表线路停车场名称停车库所属直流开关停车库所属单向导通装置IDMT整定值（A）单导位