地鐵電氣母線槽防迷腐蝕


[摘 要] 文中概述了地鐵架空電線與列車軌道之間的迷流即雜散電流的概念產(chǎn)生的原因，并提出了金屬橋架母線槽防止迷流引起的電腐蝕的措施。
[關(guān)鍵詞] 地鐵電氣 迷流 電腐蝕 絕緣
1 從干電池外殼腐蝕談起
電筒用的干電池，用久了作為負(fù)極的外殼就會(huì)腐蝕穿孔，電鍍鋅也是在直流電的作用下，鋅板不斷“腐蝕”，轉(zhuǎn)移到被鍍物上。前者我們是不希望發(fā)生的，但也是無法避免的。
過去上海的公共交通工具——有軌電車，其動(dòng)力為直流電，于是埋在電車軌道附近的自來水管，時(shí)間一久就會(huì)發(fā)生腐蝕穿孔。
江蘇某地有一輸油管道工程，其輸油管道經(jīng)過一采石場(chǎng)，采石場(chǎng)的牽引車采用直流電，不久輸油管道就發(fā)生穿孔腐蝕。經(jīng)過南京某科研單位的測(cè)試，證實(shí)是采石場(chǎng)的直流電源所致。在更換輸油管道時(shí)，為了避免輸油管道再次被腐蝕，輸油管道采取絕緣處理，并增加了犧牲陽極的方法保護(hù)輸油管道。
2 何為“迷流”
上海地鐵列車的動(dòng)力，采用直流1500V電源，因此也必然存在一個(gè)腐蝕問題，為表述方便，用”迷流”兩字表示電腐蝕現(xiàn)象。“迷流”是從日本引入的名詞，實(shí)際上就是專業(yè)書上論述的雜散電流。
地鐵列車的直流電，從隧道內(nèi)的架空線進(jìn)入列車的直流電機(jī)，再從列車的軌道回到電源。但電流除了沿軌道回到電源外，有一部分電流(稱之謂”迷流”)會(huì)從軌道向周圍的地面流散出去，這部分電流在流過其它金屬物體時(shí)，就會(huì)使這部分金屬發(fā)生電腐蝕。
需要指出的是：”迷流”不是迷失方向的電流，它只是不完全依照規(guī)定的回路流動(dòng)，但最終還是回到電源。
3 金屬橋架的防迷流腐蝕
為了防止迷流引起的電腐蝕，減少迷流是一個(gè)極為重要的方法，因此地鐵的軌道采取與地面間的多重絕緣措施，但絕緣再好，也不可能做到完全絕緣，迷流總是存在的，只是大小不同而已。
防止迷流的另一措施是加強(qiáng)被保護(hù)物與地之間的絕緣，不使被保護(hù)物與地構(gòu)成回路。例如上海地鐵1號(hào)線中采用的金屬電纜橋架，在隧道內(nèi)固定時(shí)，采用加尼龍絕緣套的金屬膨脹螺栓，要求橋架的每一只金屬支架對(duì)地絕緣電阻保持在15kΩ以上。測(cè)量時(shí)用萬用表歐姆檔測(cè)量橋架支架與混凝土隧道內(nèi)的主鋼筋的絕緣電阻。實(shí)踐證明，每只金屬支架對(duì)地絕緣可以達(dá)到15KΩ以上，但當(dāng)橋架安裝結(jié)束后，測(cè)量橋架對(duì)地的絕緣電阻為零。為什么會(huì)產(chǎn)生這一結(jié)果，因?yàn)榛炷烈彩菍?dǎo)電的。尤其是隧道內(nèi)的混凝土有一定的濕度時(shí)，
尼龍絕緣套無法使支架與混凝土之間達(dá)到高度的絕緣，支架并聯(lián)的結(jié)果使聯(lián)成一體的橋架對(duì)地絕緣電阻降到零，導(dǎo)電無法避免，因此上海地鐵2號(hào)線就不采用此無效的方法。
所謂不使被保護(hù)物與地構(gòu)成回路，即采取一點(diǎn)接地的方法達(dá)到保護(hù)接地的目的，但要使金屬橋架只有一點(diǎn)與地通，同樣是做不到的。
4 母線槽防迷流腐蝕
采用金屬外殼的母線槽，為了安全，外殼必須可靠接地。但采取一點(diǎn)接地既不可靠，又難以做到，因此存在迷流的場(chǎng)所，若采用具有金屬外殼的母線槽，外殼的腐蝕是難以避免的。
由杰帝母線(上海)有限公司生產(chǎn)的JDR母線槽，它用高強(qiáng)度的復(fù)合樹脂作為絕緣材料，同時(shí)兼作外殼。由于樹脂不導(dǎo)電，迷流不可能在JDR母線槽表面上流動(dòng)，因此也不存在令人頭痛的迷流腐蝕問題。
用樹脂作外殼必須具備如下條件：抗沖擊、抗短路產(chǎn)生的電動(dòng)力、低溫不開裂、高溫不熔化。
杰帝公司生產(chǎn)的JDR母線槽，采用的復(fù)合高強(qiáng)度樹脂，能抗6焦耳的外力沖擊；能經(jīng)受80kA的短路電流產(chǎn)生的電動(dòng)力而不發(fā)生開裂；能經(jīng)受零下40℃的低溫不開裂；能在高溫950℃的情況下保持工作90min以上，因此是一種非常優(yōu)良的外殼材料。
JDR母線槽采用的復(fù)合樹脂具有優(yōu)良的電氣性能，相間耐壓可達(dá)到5000V以上。由于采用這種復(fù)合樹脂，JDR母線槽的外殼防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP68等級(jí)，即可以長期在水中工作，因此在隧道或電纜溝內(nèi)采用這種母線槽也是安全的。