城市轨道交通杂散电流研究

作     者：庞原冰 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李群湛

授予年度：2008年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：杂散电流 电场 腐蚀 

摘      要：在城市轨道交通等直流供电运输系统中,常以轨道作为回流通路,而轨道很难做到完全对地绝缘,从而有部分电流从轨道泄漏到道床及周围土壤中,这部分电流即为杂散电流。杂散电流会对道床、高架桥等梁体内部的金属结构,以及地下输油、输气管道,甚至邻近的外部建筑物的钢筋结构及其相关金属设备产生腐蚀,导致建筑物的强度降低,设备的使用寿命降低,威胁运输安全,造成严重的经济损失。 影响杂散电流的因素很多,并且具有很高的不确定性。目前的杂散电流模型主要利用电路元件构建。地铁杂散电流电路模型虽能够有效的求解出沿走行轨各点渗透入地下的杂散电流分布情况,但不易进一步求解出地下杂散电流的分布及其影响。 本文在电路模型的基础上转换到电场模型,以期求解出地下电场分布。由此推导出流出埋地金属结构上各点的电流。最终归算到腐蚀量作为评估杂散电流危害的直观标准,用以评价杂散电流带来的危害。 论文主要从四个方面展开工作: 1)讨论了杂散电流的危害和腐蚀机理。 2)分析了地铁杂散电流的电路元件分布模型,并对其总体趋势进行了仿真。 3)根据地铁杂散电流的电路元件分布模型的分析,在此基础上建立了基于电场的双边供电杂散电流地下分布模型,并推导出了可用于计算机仿真计算的解析表达式。 4)利用VC++面向对象编程语言编写了杂散电流腐蚀量计算工具,并详细分析模型中各参数对仿真计算结果的影响。